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用于身份认证的虹膜识别技术研究
作 者: 张荷萍
导 师: 徐效文
学 校: 中南大学
专 业: 生物医学工程
关键词: 虹膜识别 虹膜定位 变分水平集 眼睑检测 非张量积小波 SIFT方法
分类号: TP391.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
生物特征识别技术具有无需记忆,防伪性能好,“随身携带”,使用方便等优点。作为新兴的生物识别技术,虹膜识别技术具有稳定性、唯一性、非侵犯性和天然防伪性的优势,使其在身份识别中,相比其他生物特征识别技术,能够取得更高的准确率,因而虹膜识别技术得到了广泛的关注,有着广泛的市场前景和科学研究价值。本文介绍了虹膜识别技术的研究现状及虹膜识别系统的组成;在现有虹膜识别技术的基础上,对虹膜识别中的一些关键技术进行了研究。在虹膜图像预处理中,采用了一种基于弹簧模型的虹膜圆拟合定位算法,该方法速度快,不易陷入局部极值的困扰;针对圆拟合虹膜边缘在定位精度上存在偏差这一缺陷,提出了基于变分水平集的方法来达到虹膜内外边缘的精确定位。在眼睑检测中,根据眼睑的特点,改进了Canny算子,从而有选择地提取眼睑边缘,减少非眼睑边缘的干扰,实现眼睑的快速、有效检测。在识别中,采用了两种识别方法,一种是基于2维奇对称Gabor特征提取的虹膜识别方法,在匹配阶段,采用了最佳Hamming距离匹配及移位Hamming距离标准偏差匹配两种匹配方法,实验表明移位Hamming距离标准偏差匹配方法取得了更佳的识别效果。此外,为了减小虹膜识别系统的复杂性,提出了一种融合局部与全局特征的虹膜识别方法,该方法无需对预处理后的虹膜图像进行归一化,对定位出的虹膜直接采用非张量积小波提取全局特征,SIFT方法提取选定区域的局部特征,并对虹膜局部及全局特征采用不同的权值,进行相似性距离测试,该方法减小了识别系统的复杂性,实验表明该方法可获得很好的识别性能。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-9 第一章 绪论 9-13 1.1 引言 9-10 1.2 虹膜识别技术的研究意义 10 1.3 虹膜识别技术的发展历史 10-12 1.4 本论文的研究内容 12-13 第二章 虹膜识别概述 13-19 2.1 虹膜识别系统的基本框图 13 2.2 经典的虹膜定位方法 13-15 2.2.1 环形积分微分算法定位虹膜 14 2.2.2 边缘检测加Hough变换算法定位虹膜 14-15 2.3 虹膜图像质量评估 15-16 2.4 特征提取方法 16-17 2.4.1 基于相位的识别方法 16 2.4.2 基于过零点检测的识别方法 16 2.4.3 基于纹理特征的识别方法 16-17 2.5 虹膜识别系统评价指标 17 2.6 虹膜识别研究的难点 17-18 2.7 本章小结 18-19 第三章 虹膜图像预处理 19-35 3.1 检测感兴趣区域 19-21 3.1.1 光源反射的定位和填充 20 3.1.2 检测感兴趣的虹膜区域 20-21 3.2 基于弹簧模型的虹膜定位 21-26 3.2.1 虹膜内边缘定位 22-24 3.2.2 虹膜外边缘定位 24-25 3.2.3 定位结果及分析 25-26 3.3 眼睑检测 26-29 3.3.1 改进Canny算子进行边缘检测 26-27 3.3.2 筛选出眼睑边缘 27-28 3.3.3 最小二乘法拟合眼睑边缘 28-29 3.3.4 眼睑检测结果及分析 29 3.4 水平集方法精定位虹膜 29-31 3.4.1 水平集模型 29-31 3.4.2 精确定位虹膜 31 3.5 虹膜归一化及增强 31-34 3.6 本章小结 34-35 第四章 虹膜识别方法研究 35-51 4.1 基于2D奇对称Gabor特征提取的虹膜识别方法 35-38 4.1.1 2D奇对称Gabor滤波器的构造 35-37 4.1.2 特征提取及编码 37 4.1.3 虹膜匹配 37-38 4.2 融合局部与全局特征的虹膜识别方法 38-46 4.2.1 非张量积小波滤波器组构造 39-41 4.2.2 非张量积小波提取全局特征 41-42 4.2.3 SIFT算法 42-44 4.2.4 SIFT提取虹膜局部特征 44-45 4.2.5 特征分类 45-46 4.3 实验结果及分析 46-50 4.4 本章小结 50-51 第五章 总结 51-53 5.1 总结 51 5.2 展望 51-53 参考文献 53-57 致谢 57-58 攻读学位期间的研究成果 58
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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