虹膜识别技术

1)什么是虹膜识别

  虹膜识别是与眼睛有关的生物识别中对人产生较少干扰的技术。它使用相当普通的照相机元件,而且不需要用户与机器发生接触。另外,它有能力实现更高的模板匹配性能。因此,它吸引了各种人的注意。在所有生物识别技术中,虹膜识别是当前应用最为方便和精确的一种。  21世纪是信息技术、网络技术的世纪,也是人类摆脱传统的技术束缚,越来越自由的世纪。在这个以信息、自由为特点的世纪里,生物认证技术,作为20世纪末期才开始蓬勃发展的高新技术,必将在社会生活中占据越来越重要的位置,从根本上改变人类的生活方式。虹膜、指纹、DNA这些人体本身的特点,将逐步取代现有的密码、钥匙、成为人们习惯的生活方式,同时,最大限度的保证个人资料的安全,最大限度的防止各种类型的刑事、经济犯罪活动。 虹膜识别技术,由于其在采集、精确度等方面独特的优势,必然会成为未来社会的主流生物认证技术。未来的安全控制、海关进出口检验、电子商务等多种领域的应用,也必然的会以虹膜识别技术为重点。这种趋势,现在已经在全球各地的各种应用中逐渐开始显现出来。

2)虹膜识别技术简介

虹膜特征

    眼睛的虹膜是由相当复杂的纤维组织构成,其细部结构在出生之前就以随机组合的方式决定下来了,虹膜识别技术虹膜的可视特征转换成一个512个字节的Iris Code(虹膜代码),这个代码模板被存储下来以便后期识别所用,512个字节,对生物识别模板来说是一个十分紧凑的模板,但它对从虹膜获得的信息量来说是十分巨大的。

    从直径11mm的虹膜上,Dr. Daugman的算法用3.4个字节的数据来代表每平方毫米的虹膜信息,这样,一个虹膜约有266个量化特征点,而一般的生物识别技术只有13个到60个特征点。266个量化特征点的虹膜识别算法在众多虹膜识别技术资料中都有讲述,在算法和人类眼部特征允许的情况下, Dr. Daugman指出,通过他的算法可获得173个二进制自由度的独立特征点。这在生物识别技术中,所获得特征点的数量是相当大的。

算法

    第一步是通过一个距离眼睛3英寸的精密相机来确定虹膜的位置。当相机对准眼睛后,算法逐渐将焦距对准虹膜左右两侧,确定虹膜的外沿,这种水平方法受到了眼睑的阻碍。算法同时将焦距对准虹膜的内沿(即瞳孔)并排除眼液和细微组织的影响。

    单色相机利用可见光和红外线,红外线定位在700-900mm的范围内(这是IR技术的低限,美国眼科学会在他们对macular cysts研究中使用同样的范围。) 在虹膜的上方,如上图所示,算法通过二维Gabor子波的方法来细分和重组虹膜图象,第一个细分的部分被称为phasor,要想明白二维gabor子波的原理需要懂得很深的数学知识。

精确度

    由于虹膜代码(Iris Code)是通过复杂的运算获得的,并能提供数量较多的特征点,所以虹膜识别技术是精确度最高的生物识别技术,具体描述如下:

·两个不同的虹膜信息有75%匹配信息的可能性是1:106
·等错率:1:1200000

录入和识别

    整个过程其实是十分简单的,虹膜的定位可在1秒钟之内完成,产生虹膜代码(Iris Dode)的时间也仅需1秒的时间,数据库的检索时间也相当快,就是在有成千上万个虹膜信息数据库中进行检索,所用时间也不多,有人可能会对如此快的速度产生质疑,其实虹膜识别技术的算法还受到了现有技术的制约。我们知道,处理器速度是大规模检索的一个瓶颈,另外网络和硬件设备的性能也制约着检索的速度。当然,由于虹膜识别技术采用的是单色成像技术,因此一些图像很难把它从瞳孔的图像中分离出来。但是虹膜识别技术所采用的算法允许图像质量在某种程度上有所变化。相同的虹膜所产生的Iris Dode(虹膜代码)也有25%的变化,这听起来好像是这一技术的致使弱点,但在识别过程中,这种Iris Dode(虹膜代码)的变化只占整个虹膜代码的10%,它所占代码的比例是相当小的