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虹膜识别算法研究

作　者: 骆名猛
导　师: 吴锡生
学　校: 江南大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 生物特征识别 虹膜识别 快速定位 2D Log-Gabor滤波器 海明距离
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


随着信息技术的迅猛发展,人们对信息安全的要求也相应的提高。传统的身份识别方法由于其自身固有的缺点已不能满足社会发展的要求,生物特征识别技术应运而生。虹膜识别作为生物特征识别技术的一个重要组成部分,有着非常高的准确性和可靠性。同其他生物特征相比,虹膜具有很多可区分的信息。通过分析研究虹膜上丰富的纹理,结合不同的特征提取方法和分类器可以实现虹膜的身份认证。虹膜识别过程主要由虹膜预处理、特征提取和特征匹配等组成。本论文主要做了以下二个方面的工作:1.在预处理过程中,本文针对虹膜的灰度分布特点,提出了一种粗定位和精定位相结合的快速虹膜定位算法。首先,通过k-means聚类算法对图像进行动态阈值分割,分离出瞳孔区域,利用圆的几何特性进行粗定位;然后运用gauss滤波降低噪声干扰和canny算子进行边缘检测,结合粗定位的结果,应用Hough变换进行精定位,以快速提取虹膜内外边缘。实验表明,该方法能快速准确的定位虹膜的边界以满足实时性要求。定位出虹膜内外边缘后,由于虹膜区域大小不一样,接着对虹膜进行归一化处理,把圆形的虹膜转化为大小恒定的矩形区域;为了减少光照不均匀性,文中利用直方图均衡化来增强归一化的虹膜图像,突出虹膜纹理。2.目前,商用的虹膜识别系统采用2D Gabor滤波来提取虹膜纹理,但是Gabor滤波并不是严格意义上的带通滤波器,当带宽大于一倍频时,其偶对称滤波器会产生非零直流分量。而Log-Gabor滤波器无直流分量,带宽不受限制,比Gabor滤波器更适于提取虹膜纹理特征。本文通过多通道2D Log-Gabor滤波器提取虹膜纹理特征并进行相位编码,运用海明距离进行匹配。利用CASIA虹膜库进行测试,与1D Log-Gabor滤波和2D Gabor滤波提取纹理算法比较,验证纹理提取算法的有效性。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-15
  1.1 研究背景、目的和意义  7-9
  1.2 虹膜识别概述  9-12
    1.2.1 虹膜的生理构造  9-10
    1.2.2 虹膜识别的发展历史  10-11
    1.2.3 虹膜识别难点与应用  11-12
  1.3 国内外研究现状  12-13
  1.4 本文的研究内容和安排  13-14
    1.4.1 研究内容  13
    1.4.2 本文内容安排  13-14
  1.5 本章小结  14-15
第二章 虹膜识别系统  15-22
  2.1 虹膜识别系统  15
  2.2 虹膜图像的获取  15-16
  2.3 虹膜预处理  16-18
    2.3.1 概述  16
    2.3.2 常用的几种虹膜定位算法  16-18
  2.4 虹膜特征表达与提取  18-20
    2.4.1 概述  18
    2.4.2 常用的虹膜纹理特征编码  18-20
  2.5 虹膜图像匹配  20-21
  2.6 本章小结  21-22
第三章 虹膜图像预处理  22-31
  3.1 一种改进的快速虹膜定位算法  22-26
    3.1.1 图像二值化  22-23
    3.1.2 瞳孔粗定位  23-24
    3.1.3 虹膜内外边界精定位  24-26
  3.2 虹膜图像归一化  26-29
    3.2.1 虹膜图像归一化  26-28
    3.2.2 灰度级插值  28-29
  3.3 虹膜图像增强  29-30
  3.4 本章小结  30-31
第四章 虹膜特征提取和编码  31-38
  4.1 图像纹理分析基本理论  31-32
  4.2 基于2Dlog-Gabor 小波特征编码  32-37
    4.2.1 log-Gabor 函数性能分析  32-34
    4.2.2 2D log-Gabor 滤波器  34-35
    4.2.3 虹膜特征提取与编码  35-37
  4.3 本章小结  37-38
第五章 实验结果与分析  38-44
  5.1 虹膜特征匹配  38-39
    5.1.1 Hamming 距离  38
    5.1.2 虹膜识别系统的性能指标  38-39
  5.2 实验结果与分析  39-43
  5.3 本章小结  43-44
第六章 结论与展望  44-45
致谢  45-46
参考文献  46-50
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文  50

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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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