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受限条件下智能虹膜图像采集终端设计考虑

作者:时间:2010-11-04来源:网络收藏

O 引言
是位于人眼表面黑色瞳孔和白色巩膜之间的可见的环状组织,在一定频率的近红外光下,可呈现出丰富的纹理信息,如斑点条纹、细纹、冠状、隐窝等生理细节特征。人眼的可见生物组织结构依赖于婴儿胚胎期中胚层的初始条件,在人群中的分布可能是随机的或是混沌的,但一出生就终生稳定,而且每个人的纹理绝对地不同。统计表明,虹膜纹理有几百个自由度,即使是同样的基因型,其虹膜的表现型表达是不相关的。正因为人眼虹膜独特的纹理图像适合用于自动身份识别,所以其具有高效、准确、不可复制等特点。基本原理主要是通过对比虹膜纹理图像特征之间的相似性来确定人体的身份,其核心是经计算机进行大量的多种算法,使用模式识别、图像处理等方法对人眼的虹膜纹理特征进行描述和匹配(如早期应用Gabor小波对虹膜纹理编码,用汉民距离对虹膜模版进行匹配),从而实现自动的人体身份鉴别。

1 虹膜识别系统的构成
虹膜识别系统由软件系统和硬件系统组成,其中软件系统即虹膜信息处理系统,用以实现虹膜图像处理、用户登记、用户识别、虹膜图像存储管理、虹膜特征存储管理等功能。构成框图如图1所示。硬件系统包括虹膜系统以及支持虹膜信息处理系统运行的硬件环境。
目前市场上较成熟的计算机核心算法有英国剑桥大学的Daugman技术、英国巴斯大学的MJRLIN技术以及中国科学院的技术。本文实验系统采用英国巴斯大学的MIRLIN技术。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/187741.htm



2 受限的虹膜纹理技术分析
国际人眼安全标准协会要求虹膜装置为实时自动无侵害的虹膜光学成像装置。目前世界上主流的虹膜镜头采用640×480像素以上的CMOS逐行扫描摄像头,其中在人眼虹膜直径范围内要求至少有100个像素采集点以上,尽可能地保留原始虹膜图像的特征。根据ISO/IEC 19794-6图像标准,同时确保黑暗环境下拍摄的需要,光源选择波长为720~900nm的近红外光源,辐照功率0.5mW/cm2,对眼睛无伤害。摄像头的传输速率设为251帧/s,保证视频流的实时传输。拍摄过程中,中央处理模块对每帧图像作实时分析,直至该帧图像满足判别标准,同时该数据帧被传输到虹膜识别处理器核心模块做相应的判别处理。整体硬件设计架构如图2所示。


在共计352730次试验中我们发现,实际系统虹膜图像采集成功与否的几个重要限制因子包括人机的交互配合、光强度等系统外界限制。因此系统的适用性设计十分重要。为达到全自动智能化虹膜采集,通过数万次的实验,我们总结出系统设计有如下几方面的考虑:


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