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基于Nonsubsampled Contourlet变换的虹膜特征提取与匹配

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计算机工程与设计 2009年第5期30卷 1165-1167,1172页

作者：黄晓宇湖南工程学院计算机科学与技术系湖南湘潭411101

为了鲁棒地获得高品质的虹膜纹理特征矢量,提出了一种新的无参数滤波器堆与虹膜感兴趣区域获取技术相结合的特征矢量提取方法。分析了基于Nonsubsampled Contourle变换(NSCT)滤波器的结构与性能,给出了无参化NSCT滤波器的设计步骤和设... 详细信息

为了鲁棒地获得高品质的虹膜纹理特征矢量,提出了一种新的无参数滤波器堆与虹膜感兴趣区域获取技术相结合的特征矢量提取方法。分析了基于Nonsubsampled Contourle变换(NSCT)滤波器的结构与性能,给出了无参化NSCT滤波器的设计步骤和设计要点。提出了采用坐标变换、剪切、平移和组合的虹膜感兴趣区域预处理技术。用NSCT滤波器滤波该虹膜感兴趣区域来获得信息丰富且少干扰的虹膜图案的特征矢量。实验结果表明该方法是更为有效的。

关键词：非采样Contourlet变换虹膜特征提取感兴趣区域特征矢量匹配算法

基于粒子群优化改进的虹膜特征提取与识别算法的研究

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基于粒子群优化改进的虹膜特征提取与识别算法的研究

作者：刘帅吉林大学

学位级别：硕士

因为虹膜特征信息具有唯一性、稳定性、不可侵犯性、高防伪性以及可靠性等方面的特点,因此虹膜识别技术在学术界以及工程界得到了越来越多的关注。虹膜识别的产品开始逐渐应用于门禁系统、机场安保系统、机密防伪系统身份验证等领域,逐... 详细信息

因为虹膜特征信息具有唯一性、稳定性、不可侵犯性、高防伪性以及可靠性等方面的特点,因此虹膜识别技术在学术界以及工程界得到了越来越多的关注。虹膜识别的产品开始逐渐应用于门禁系统、机场安保系统、机密防伪系统身份验证等领域,逐渐成为继指纹识别、人脸识别之后,又一种被广泛使用的识别人员身份的技术。传统情况下的虹膜识别系统模式主要分为硬件模块和软件模块。在大多数情况下,软件模块分为虹膜质量评价、虹膜定位、虹膜归一化与增强、虹膜特征提取与虹膜认证等步骤。另外,虹膜采集环境是复杂而多变的,我们将虹膜采集图像分为约束态虹膜以及非约束态虹膜。为了提高传统情况下的虹膜识别系统的性能,在硬件采集条件已经确定的基础上,需要针对不同的情况完善虹膜识别系统软件模块的各步骤算法。本文以约束理想状态拍摄虹膜为研究对象,基于粒子群优化算法,对常用的有编码识别模式下的虹膜识别系统中的软件模块的虹膜特征提取与虹膜识别算法提出相关的改进。同时基于改进后的虹膜特征提取与识别算法,提出虹膜质量评价与虹膜定位的改进算法。在提高单一步骤的性能的同时,提高虹膜识别系统的整体性能。该文章的主要内容如下:1.针对虹膜质量评价,提出基于形态学与灰度分布的序列虹膜快速质量评价。对红外摄像头采集到的约束态虹膜视频流进行关于清晰度、活体检测、有效虹膜区域检测、斜眼及超边界检测。判断测试者的虹膜是否可以用于接下来的虹膜识别过程,提高虹膜识别信息输入的图像质量。2.针对虹膜定位,采用分块搜索的手段,基于子块中的灰度与卷积幅度的变化规律对虹膜进行分别进行内圆、外圆的粗定位与精定位,并进行归一化与增强操作。该算法主要为了准确分割虹膜,尽可能保留虹膜的特征,提高虹膜特征提取的能力。3.针对小规模虹膜库的识别,提出基于变异粒子群优化Gabor滤波的虹膜特征提取算法。采用高斯拉普拉斯算子对图像进行处理,减少图像噪声与冗余干扰,并使用变异粒子群优化算法对Gabor滤波的参数进行优化,提高Gabor滤波提取虹膜特征的能力。最后采用Hamming距离用于准确识别小样本的虹膜中测试虹膜所属类别。4.针对中等规模虹膜库的识别,提出基于蚁群系统与变异粒子群优化结合的AM-PSO算法的2次虹膜识别。随着虹膜样本数量的增加,传统的Hamming距离的虹膜识别算法无法提高识别的准确性。在由Gabor滤波+Hamming距离识别的组成的首次识别的基础上,采用Haar小波+BP神经网络进行二次识别。由首次识别过程减少虹膜识别范围,通过二次识别进行虹膜类别的准确认证。Gabor滤波和BP神经网络采用蚁群变异粒子群优化算法进行优化,更好的提高最优值搜索效率。本文实验采用中国科学院自动化研究所和吉林大学生物特征与信息安全技术实验室采集的虹膜进行性能分析。以正确识别率、等错率、ROC曲线以及运行时间作为评判指标,在分析单一算法性能的同时,对虹膜识别系统整体性能的提高效果进行分析,进而展示在传统情况下,本文提出的各单一算法以及整体虹膜识别系统的性能优势。

关键词：虹膜识别虹膜质量评价分块搜索虹膜定位虹膜特征提取有编码识别模式变异粒子群优化蚁群变异粒子群优化

基于人工鱼群优化改进的虹膜特征提取与识别算法的研究

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基于人工鱼群优化改进的虹膜特征提取与识别算法的研究

作者：刘文滔吉林大学

学位级别：硕士

鉴于虹膜的纹理信息具有安全、牢靠、不易改变以及高防伪等固有特性,使得虹膜识别方面的技术在各个领域均受到了广泛的关注和研究。通过虹膜识别技术所衍生出来的技术产品也广泛应用于各个行业之中,其中不乏例如安保、门禁以及机密防伪... 详细信息

鉴于虹膜的纹理信息具有安全、牢靠、不易改变以及高防伪等固有特性,使得虹膜识别方面的技术在各个领域均受到了广泛的关注和研究。通过虹膜识别技术所衍生出来的技术产品也广泛应用于各个行业之中,其中不乏例如安保、门禁以及机密防伪等需要对用户身份进行识别验证的系统领域。虹膜识别技术俨然成为目前生物识别技术中热度很高的一种被实际应用的身份识别认证技术。由于虹膜图像的采集环境并没有统一的标准,这样会使得采集的虹膜图像各有差异,因此本文选取约束理想状态拍摄的虹膜图像作为研究对象,以此提高传统情况下的虹膜识别系统的性能。在传统有编码识别模式的前提条件下,采用人工鱼群算法对Gabor滤波器参数进行自适应优化从而进行虹膜特征提取,同时使用基于随机森林的SVM对虹膜识别算法进行相关的算法改进。以此优化虹膜识别系统中的特征提取与识别部分从而提高虹膜识别系统的实际应用性能。本文的主要内容包括以下几点:(1)针对采集图像:由于采集虹膜图像时的环境对于采集到的虹膜图像质量影响很大。因此,选取在进行虹膜图像的采集时,规定了被采集者的采集状态,使其在规定的状态下采集到合格的虹膜图像。即约束理想状态下拍摄的虹膜图像。(2)针对虹膜图像预处理:预处理部分主要包括对采集到的虹膜图像的质量评价、虹膜内外圆边界定位、虹膜图像的归一化、归一化图像增强以及对ROI区域的截取等部分。通过这一系列的预处理提高虹膜识别系统的整体识别效率。(3)针对虹膜特征提取:本文提出的基于人工鱼群算法优化的自适应Gabor滤波虹膜特征提取算法,根据实验结果表明不同的Gabor参数对虹膜识别结果有很大的影响。因此采用人工鱼群算法对Gabor滤波进行参数寻优,使滤波器在对不同的虹膜库图像进行特征提取时可以自适应地调节参数以实现特征提取的最优化。通过将滤波器提取到的纹理转换成为二进制编码,以方便后续进行识别。(4)针对虹膜识别:通过滤波器提取出来的纹理通常会包含一些噪声和冗余,并且无法保证每个特征编码的唯一性。因此本文将特征编码使用随机森林进行一次特征选择,达到对有效特征的精准提取;再将获取到的特征编码输入SVM进行训练,使用训练后的模型对虹膜进行特征识别,以提高整体虹膜识别系统的识别性能。本文选取了中国科学院自动化研究所CASIA虹膜库和吉林大学生物特征与信息安全技术实验室的JLU虹膜库中的虹膜图像作为实验数据。通过计算等错率、正确识别率以及ROC曲线作为本文算法的实验性能判断标准,并分析本文提出的优化算法对特征提取和特征识别各自的优化性能,以及优化算法对整体虹膜识别系统的优化效果。综上所述,本文使用人工鱼群优化Gabor滤波器参数,得到一种自适应Gabor滤波器的特征提取方法,并将提取到的特征转化成相应的二进制编码;通过随机森林筛选特征编码,再结合SVM进行虹膜识别,最终通过实验表明算法的对虹膜识别系统的优化性能。

关键词：虹膜识别虹膜特征提取有编码虹膜识别人工鱼群优化随机森林支持向量机

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基于能量补偿和特征加权的虹膜特征提取算法

计算机工程 2012年第1期38卷 165-167页

作者：吕林涛何宇锋杨宇祥黄元西安理工大学计算机科学与工程学院西安710048 西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048 西安理工大学高等技术学院西安710082

Contourlet变换不同子带的特征提取能力存在差异。针对该问题,提出一种基于能量补偿和特征加权的虹膜特征提取算法。采用正交图像对原图像进行能量补偿,利用广义高斯分布估计各子带数据的权值,为分类能力强的特征量赋予较大权值,以充分... 详细信息

Contourlet变换不同子带的特征提取能力存在差异。针对该问题,提出一种基于能量补偿和特征加权的虹膜特征提取算法。采用正交图像对原图像进行能量补偿,利用广义高斯分布估计各子带数据的权值,为分类能力强的特征量赋予较大权值,以充分使用样本的统计信息高效地提取特征。实验结果表明,该算法的虹膜识别率较高,鲁棒性较强。

关键词： Contourlet变换虹膜特征提取能量补偿特征加权广义高斯分布

基于数学形态学和二维纹理边缘坐标极值的虹膜特征提取算法

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数学学习与研究 2016年第17期 127-128页

作者：彭登永刘江涛马子焜王晓远沈阳航空航天大学

对于虹膜纹理特征的提取,本文提出了一种基于数学形态学及二维纹理边缘坐标极值的特征提取算法,该算法包括两部分：利用数学形态学检测归一化并增强后的虹膜图像纹理的边缘、分别在横向和纵向提取虹膜纹理边缘的极值点.该算法直接对图... 详细信息

对于虹膜纹理特征的提取,本文提出了一种基于数学形态学及二维纹理边缘坐标极值的特征提取算法,该算法包括两部分：利用数学形态学检测归一化并增强后的虹膜图像纹理的边缘、分别在横向和纵向提取虹膜纹理边缘的极值点.该算法直接对图像进行操作,简单直观,易于操作,计算量较少,占用存储空间小,提高了系统的运行速度,满足系统实时性要求.

关键词：虹膜特征提取数学形态学边缘坐标极值

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基于模糊数学的虹膜特征提取算法评估

电脑编程技巧与维护 2012年第18期 94-94,136页

作者：刘劲扶晓李东旭空军航空大学计算机教研室长春130022

提出了一种运用模糊数学进行的虹膜特征提取算法评估的方案,并通过实验证明了该方案的有效性和实用性。

关键词：评估模糊数学模糊积分模型虹膜特征提取

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基于改进型LBP算法的虹膜特征提取仿真

电脑知识与技术 2020年第32期16卷 9-13页

作者：谭静仪杨双玲李颖瑜陈键聪夏阳马丽娟陈思娟黄丹蓝陆清健黄文淑刘硕麦晓研中山大学新华学院健康学院广东广州510520

随着信息社会的建立,个人身份信息的保护越来越重要,生物识别技术将成为一种对信息进行更安全利用的模式。在人体结构中,虹膜结构复杂,也具有更强的安全性、不可复制性,因此利用虹膜进行识别具有不可替代性。虹膜特征提取与编码是在虹... 详细信息

随着信息社会的建立,个人身份信息的保护越来越重要,生物识别技术将成为一种对信息进行更安全利用的模式。在人体结构中,虹膜结构复杂,也具有更强的安全性、不可复制性,因此利用虹膜进行识别具有不可替代性。虹膜特征提取与编码是在虹膜预处理之后,特征匹配之前关键的一步。该实验将选取LBP算法来研究虹膜特征提取,因其算法简单,具有灰度不变性、鲁棒性较强等优点,在实验中选用该算法。经实验证明,该方法可以耗时更短地完成虹膜特征提取,具有较高的识别率并得出特征向量。该文介绍虹膜特征提取设计的背景、意义以及目的,介绍LBP算法的概况、国内外发展的历史现状以及特征提取的设计原理、设计过程、结合理论知识进行实验,记录实验过程,分析实验结果,并对结果进行评价。

关键词： LBP算法虹膜特征提取虹膜识别局部二值模式

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基于虹膜特征融合的识别算法的研究

基于虹膜特征融合的识别算法的研究

作者：王超群吉林大学

学位级别：硕士

根据一个人的行为和生物特性,通过自动化的方式来识别一个人的身份信息,这被称为生物识别技术。生物识别认证系统逐渐取代传统的密码和令牌认证,转而使用生物特征认证方式来验证个人的身份。这表明社会已经开始依赖生物识别认证系统。... 详细信息

根据一个人的行为和生物特性,通过自动化的方式来识别一个人的身份信息,这被称为生物识别技术。生物识别认证系统逐渐取代传统的密码和令牌认证,转而使用生物特征认证方式来验证个人的身份。这表明社会已经开始依赖生物识别认证系统。安全性和识别准确性是生物识别系统的两个重要因素。指纹、人脸语音以及虹膜等识别技术都是常见的生物识别技术。其中虹膜识别技术由于其可采集性、稳定唯一等特点,相较于它生物特征有其独特的优势一直以来都是生物识别技术研究的热点。虹膜识别系统通常是由硬件部分的图像采集以及软件部分特征提取与识别部分组成,主要的工作模式有认证以及识别两种模式。本文主要以在稳定约束状态下采集的通过质量评价的虹膜为主要研究对象,在一对一认证模式下对虹膜特征提取和识别部分进行了研究。在特征提取阶段针对传统特征提取算法在提取单一虹膜特征时特征表达方式过于单一,不能充分体现虹膜有效特征的问题,本文采用虹膜特征频域与特征空域相结合的方式,分别采用curvelet（曲波变换）以及SCCS-LDP（统计特征中心对称局部微分模式）提取虹膜频域及空域下的有效特征并分别进行相似度计算进行相似度特征融合。在识别方面为了能更有效的利用来自不同源的数据提高特征分类效果,采用基于QPSO（量子粒子群）算法优化的多核学习支持向量机进行虹膜识别,针对不同特征采用不同的核函数,并采用量子粒子群算法优化核参数以及核权重信息,通过智能优化算法优化参数信息提高分类精度。本文主要以CASIA-V1与JLU6.0来作为本次实验所使用的虹膜数据库,通过准确率、等错率与ROC曲线等来作为评价实验的性能指标,通过实验数据分析以及实验结果,验证本文采用的特征提取和识别算法的有效性。

关键词：虹膜识别虹膜特征提取多核支持向量机量子粒子群优化特征融合多核学习

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基于特征融合的虹膜识别的研究与嵌入式应用

基于特征融合的虹膜识别的研究与嵌入式应用

作者：张阔吉林大学

学位级别：硕士

近年来传染性极强的新型冠状病毒在全球肆虐,由于其呼吸道飞沫传播和接触传播特点,对生物信息识别技术的应用提出了新的要求和挑战。虹膜识别技术因其非接触性、稳定性、唯一性等特点,符合实际应用需求现已经逐渐成为生物信息识别技术... 详细信息

近年来传染性极强的新型冠状病毒在全球肆虐,由于其呼吸道飞沫传播和接触传播特点,对生物信息识别技术的应用提出了新的要求和挑战。虹膜识别技术因其非接触性、稳定性、唯一性等特点,符合实际应用需求现已经逐渐成为生物信息识别技术中热度最高的身份识别认证技术。本文以虹膜库中通过质量评价的虹膜图像为研究对象,针对传统虹膜特征提取与虹膜识别算法出现的问题做出了改进,提高了识别准确率及算法的性能。传统单一特征提取算法提取虹膜特征时,当纹理分布、走向及轮廓边缘较为相似时其特征编码也会较为相似,容易造成误识。针对此问题本文提出了一种特征融合的特征提取算法。使用频域小波的高频部分提取出虹膜图像的轮廓、边缘特征,同时使用空域滤波算法提取虹膜图像的整体纹理特征,将其融合在一起组成特征向量,充分利用虹膜图像的纹理信息利用率。融合空域特征弥补了频域小波低频表现力不足的同时,也提高了虹膜识别的准确率。在识别算法方面,本文结合算法应用场景及目前常用且权威的虹膜开源数据库的类别数量多、单类别样本数据量少的特点对传统的识别算法做出了改进。提出距离类匹配算法KNN结合BP神经网络由粗到精的识别算法,对待识别虹膜特征向量经KNN算法在模板库中排序,特征越相似排名越靠前,取排名前百分之五的特征向量所属类别为待定类别,淘汰特征差异较大的类别,对待定的类别使用BP神经网络进行一对一精确比对,减少了非相似类别的干扰增加了识别准确率。此外在神经网络的训练上使用智能优化算法对其进行优化,使用变异算子优化的萤火虫算法训练神经网络的初始权值阈值,进一步提高了虹膜识别算法的性能。最后从算法应用的方面考虑,将算法移植到价格低、体积小的嵌入式设备树莓派上,实现了算法在嵌入式硬件平台上的应用。本文以CASIA虹膜库及JLU6.0虹膜库的图像为虹膜实验的数据样本,采用ROC曲线、准确率及等错率为评判指标,设立了实验分析本文所提出的算法在虹膜特征提取和虹膜识别的优化性能及对整体虹膜识别系统的优化效果。

关键词：虹膜识别嵌入式环境应用虹膜特征提取萤火虫算法优化特征融合