基于虹膜识别技术的身份验证模型

摘 要： 文章从虹膜识别的实际应用着手，重点分析特征编码的存储和海明距阈值的选定，以提高匹配精度，缩短匹配时间。身份验证模型中，所有实验虹膜图像均来源于CASIA-Iris-Syn图像库，已注册用户的虹膜特征信息将保存在xls文件中；同时计算已注册的虹膜图像与其所属个体中所有图像的海明距离平均值，并以这些平均值最大值再一次与0.3一起求得的平均值作为阈值来匹配新虹膜图像。实验证明，这种方法能有效地提高匹配速度，降低错误接受率。

关键词： 虹膜识别； CASIA图像库； 身份验证； 生物识别

中图分类号：TP391 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2016）10-15-04

Authentication model based on iris recognition technology

Ke Chengtong， Liao Guihua

（School of Science and Technology， Zhejiang International Studies University， Hangzhou， Zhejiang 310012， China）

Abstract： Starting with the practical application of the iris recognition， this paper focused on analysis of feature code storage and Hamming distance threshold selected to improve the matching accuracy， and shorten the matching time. In this authentication model， all of the testing iris images were from CASIA-Iris-Syn； the registered user's iris feature information was saved in the XLS file； the average of Hamming distance between the registered image and all the other images which belong to the same person， was calculated firstly， and then the max of them would be used to take average with 0.3 together， this new average would be the threshold to match a new iris image. The experimental results show that this method can effectively improve the matching speed and reduce the false acceptance rate.

Key words： iris recognition； CASIA image database； authentication； biological recognition

0 引言

虹膜识别[1-3]主要应用于身份验证，适用于众多场合，特别是重要信息（如银行账户）的保密及安防、登机或海关安检，电子支付，还可以用于辅助犯罪可疑人员的跟踪等场合。

虹膜识别技术在现实生活中已经有了实际的应用[4]，如从1996年开始的历届奥运会组委会都应用虹膜技术进行运动员的身份登记工作，并对射击项目的枪支进行安全管理；在阿富汗，超过200万难民登记了自己的虹膜信息，使人道主义物资的分配过程大为简化；在阿联酋，该国政府启用了一个大型的虹膜数据库登记被逐出境的外国人来防止其非法入境。

虹膜识别的研究分为两个不同的方向，一个是虹膜图像的获取，侧重于硬件的设计实现，虹膜图像的获取装置需保证提供高质量的虹膜图像；另一个是识别算法，以尽可能的提高识别率。本文着重分析识别算法，并设计出一个原型系统。

虹膜识别除虹膜图像获取外，分为4个模块，虹膜内外边界定位和切割、归一化、特征提取及编码和特征匹配。虹膜内外边界定位时先采用canny算子检测边沿，再使用huogh变换来检测内外边界圆，同时标记上下眼睑和睫毛噪声区域，并将虹膜区域切割出来；然后对虹膜区域进行归一化处理，特征提取及编码，最后对提取的特征编码与系统存储的特征信息进行匹配，若匹配成功，则提示“匹配成功！”，否则，提示“匹配不成功！”。本文仅从虹膜特征数据的存储、特征匹配及模型的实现角度进行详细阐述。

1 虹膜特征数据的存储

当使用用户的虹膜信息进行身份验证时，将当前用户提供的虹膜信息与系统中保存的虹膜信息进行比对，比对成功则表明验证通过。只有验证通过的用户才能继续后续的操作，否则，拒绝该用户的操作请求。

虹膜特征信息的存储是一项重要的问题。可以根据实际应用需要决定存储虹膜信息的量。用于如银行账户、登机安检、海关安检等身份验证时，系统中存有大量的虹膜信息；用于个人保险柜等场合进行身份验证时，一般存储单个人的虹膜信息。考虑到一般性，本原型系统保存4条虹膜信息。

1.1 虹膜特征信息存储方案

大部分应用在进行账号密码验证时，账号密码通常存放在数据库中，这已经是很成熟的技术。经过多次实验并分析，考虑到本原型系统存储的是代表虹膜图像特征的“0”、“1”序列，并考虑到原型系统的运行速度和存储数据的方便直观性，同时兼顾matlab的操作方便型，选用了将虹膜特征信息存储在xls数据表的方案。