常见的生物特色有指纹、掌纹、虹膜、视网膜、脸形、声音、字迹、DNA、人体气味等。个中，虹膜识别是一种主要的个人身份识别手段。
虹膜识别技能是一种我们既熟习又陌生，十分科幻神秘，又比较常见的感知识别技能，我们常常在科幻作品中看到它，乃至在日常生活中也可能会遇见它，虹膜识别技能号称是最精准最不可作伪的感知识别技能，这就更增长了它的神秘感。
那么虹膜识别技能究竟是若何的一门技能呢？对付感知技能中的条形码二维码识别技能我们已经非常熟习了，事实上，虹膜识别技能便是一种超级版的条形码二维码识别技能。只不过它识别的不是条形码二维码上蕴含的信息而是人的虹膜上的隐蔽的丰富信息，而且其优秀的特性也是条形码二维码所无法比拟的。
什么是虹膜？
人眼的外不雅观由巩膜、虹膜、瞳孔三部分构成，巩膜即眼球外围的白色部分，眼睛中央为瞳孔部分，虹膜位于巩膜和瞳孔之间，包含了最丰富的纹理信息。外不雅观上看，虹膜由许多腺窝、皱褶、色素斑等构成，是人体中最独特的构造之一。
脊椎动物眼球角膜和晶状体间呈球状有色彩的膜。为血管膜的一部分、中心是瞳孔。虹膜前面被覆一层内皮;中层为富于血管和色素细胞的疏松结缔组织。
色素的多少可使虹膜呈现不同的颜色，无色素时为蓝色，当色素由少至多时，虹膜可涌现灰色、棕色及棕玄色；虹膜后面衬有两层色素上皮，其内层上皮分解为平滑肌。
肌纤维由内向外呈放射状排列的称瞳孔开肌、受交感神经支配、司瞳孔放大;环绕瞳孔缘呈环状排列的称瞳孔括约肌。受副交感神经支配,司瞳孔缩小。
1.角膜缘2.前房 3.晶状体4.瞳孔 5.角膜 6.虹膜 7.前房角8.巩膜 9.球结膜 10.睫状体 11.后房 12.晶状体悬韧带 13.距齿缘 14.视网 膜 15.脉络膜 16.黄斑 17.视神经乳头 18.视神经 19.玻璃体
虹膜的特性
唯一性
每个虹膜所包含的信息都不相同，涌现形态完备相同的虹膜组织的可能性远远低于其他组织。英国剑桥大学John Daugman教授提出的虹膜相位特色证明了虹膜图像有244个独立的自由度，即均匀每平方毫米的信息量是3.2比特。
虹膜的纤维组织细节繁芜而丰富，并且它的形成与胚胎发生阶段该组织局部的物理化学条件有关，具有极大的随机性，即便利用克隆技能也无法复制某个虹膜。
同卵双胞胎的虹膜纹理信息不同，同一个人旁边眼的虹膜纹理都不会相互认同。英国国家物理实验室的测试结果表明：虹膜识别是各种生物特色识别方法中缺点率最低的。
稳定性
虹膜从婴儿胚胎期的第3个月起开始发育，到第8个月虹膜的紧张纹理构造已经成形。除非经历危及眼睛的外科手术，此后险些终生不变。由于角膜的保护浸染，发育完备的虹膜不易受到外界的侵害。
防伪性
虹膜是人眼的可见部分，处在巩膜的保护下，具有极强的生物活性。例如，瞳孔的大小随光芒强弱变革；视物时有不自觉的调节过程；有每秒可达十余次的无意识瞳孔缩放；在人体脑去世亡、处于深度晕厥状态或眼球组织分开人体时，虹膜组织即完备紧缩，涌现散瞳征象。这些生物活性与人体生命征象同时存在，共生共息，以是想用照片、录像、尸体的虹膜代替活体的虹膜图像都是不可能的，从而担保了生理组织的真实性
非打仗
虹膜是一个外部可见的内部器官，不必紧贴采集装置就能获取合格的虹膜图像，识别办法相对付指纹、手形等须要打仗感知的生物特色更加干净卫生，不会污损成像装置，影响其他人的识别。
便于旗子暗记处理
在眼睛图像中和虹膜临近的区域是瞳孔和巩膜，它们和虹膜区域存在着明显的灰度阶变，并且区域边界都靠近圆形，以是虹膜区域易于拟合分割和归一化。虹膜构造有利于实现一种具有平移、缩放和旋转不变性的模式表达办法。
唯一性，稳定性，防伪性，而这些都是包括二维码，RFID等其他感知识别技能所无法比拟的，加上虹膜作为唯一可以从外部直接不雅观测的人体内部组织，自身蕴含丰富信息，虹膜识别成为了一项非常主要的，特殊适用于保密性哀求高的环境的感知识别技能
虹膜识别技能的起源
1885年ALPHONSEBERTILLON将利用生物特色识别个体的思路运用在巴黎的刑事监狱中，当时所用的生物特色包括：耳朵的大小、脚的长度、虹膜等。
1987年，眼科专家ARAN SAFIR和LEONARDFLOM首次提出利用虹膜图像进行自动虹膜识别的观点，到1991年，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的JOHNSON实现了一个自动虹膜识别系统。
1993年，JOHNDAUGMAN实现了一个高性能的自动虹膜识别原型系统。本日，大部分的自动虹膜识别系统利用DAUGMAN核心算法。
海内涵2000年以前在虹膜识别方面一贯没有自己的核心知识产权，中科院自动化所在多年研究的根本上于2000年初开拓出了虹膜识别的核心算法，成为了天下上少数几家节制了虹膜识别核心算法的单位之一。
虹膜识别技能的事理
虹膜识别通过比拟虹膜图像特色之间的相似性来确定人们的身份，其核心是利用模式识别、图像处理等方法对人眼睛的虹膜特色进行描述和匹配，从而实现自动的个人身份认证。虹膜识别的紧张步骤包括虹膜图像的获取、预处理、特色提取与编码和分类。
虹膜图像获取
虹膜图像获取是指利用特定的数字摄像器材对人的全体眼部进行拍摄，并将拍摄到的图像通过图像采集卡传输到打算机中存储。虹膜图像的获取是虹膜识别中的第一步，同时也是比较困难的步骤，须要光、机、电技能的综合运用。
由于人们眼睛的面积小，如果要知足识别算法的图像分辨率哀求就必须提高光学系统的放大倍数，从而导致虹膜成像的景深较小，以是现有的虹膜识别系统须要用户停在得当位置，同时眼睛瞩目镜头(Stop and Stare)。
其余东方人的虹膜颜色较深，用普通的摄像头无法采集到可识别的虹膜图像。不同于脸像、步态等生物特色的图像获取，虹膜图像的获取须要设计合理的光学系统，配置必要的光源和电子掌握单元。
由于虹膜图像获取装置自主研发的技能门槛高，限定了海内虹膜识别研究的开展。中国科学院自动化研究所在1999年研制出海内第一套自主知识产权的虹膜图像采集系统，其特点是小巧、灵巧、低本钱、图像清晰。经由不断地更新换代，自动化所最新开拓的虹膜成像仪已经可以在20—30cm间隔范围通过语音提示、主动视觉反馈等技能采集到合格的虹膜图像。
图像预处理
图像预处理是指由于拍摄到的眼部图像包括了很多多余的信息，并且在清晰度等方面不能知足哀求，须要对其进行包括图像平滑、边缘检测、图像分离等预处理操作。
虹膜图像预处理过程常日包括虹膜定位、虹膜图像归一化、图像增强三个部分。
虹膜定位
一样平常认为，虹膜的内外边界可以近似地用圆来拟合。内圆表示虹膜与瞳孔的边界，外圆表示虹膜与巩膜的边界，但是这两个圆并不是同心圆。
常日，虹膜靠近高下眼皮的部分总会被眼皮所遮挡，因此还必须检测出虹膜与高下眼皮的边界，从而准确地确定虹膜的有效区域。虹膜与高下眼皮的边界可用二次曲线来表示。虹膜定位的目的便是确定这些圆以及二次曲线在图像中的位置。
常用的定位方法大致分为两类，一是，边缘检测与Hough变换相结合的方法；二是，基于边缘搜索的方法。
这两种方法共同的缺陷是运算韶光长，因此涌现了一些基于上述两种策略的改进方法，但是速率并没有数量级的提高。定位仍旧是虹膜识别过程中运算韶光最长的步骤之一。
虹膜图像归一化
虹膜图像归一化的目的是将虹膜的大小调度到固定的尺寸。到目前为止，虹膜纹理随光照变革的精确数学模型还没有得到。因此，从事虹膜识别的研究者紧张采取映射的方法对虹膜图像进行归一化。如果能够对虹膜纹理随光照强度变革的过程建立数学模型或者近似仿照这个过程，将会对虹膜识别系统性能的提高有很大帮助。
图像增强
图像增强的目的是为理解决由于人眼图像光照不屈均造成归一化后图像比拟度低的问题。为了提高识别率，须要对归一化后的图像进行图像增强。
特色提取
特色提取是指通过一定的算法从分离出的虹膜图像中提取出独特的特色点，并对其进行编码。
主流的虹膜特色提取和识别方法可分为八大类。
一是，基于图像的方法，将虹膜图像算作是二维的数量场，像素灰度值就构成联合分布，图像矩阵之间的干系性就度量了相似度。
二是，基于相位的方法，这种方法认为图像中的主要细节，如点、线、边缘等“事宜”的位置信息，大多包含在相位中，以是在特色提取时舍弃反响光照强度和比拟度的幅值信息。
三是，基于奇异点的方法，虹膜图像中的奇异点分两种，过零点和极值点。
四是，基于多通道纹理滤波统计特色的方法，虹膜图像可以算作是二维纹理，在频域中的不同尺度和方向上会有区分性强的统计特色可供识别，这也是纹理剖析中常用的方法。
五是，基于频域分解系数的方法，图像可以算作是由很多不同频率和方向的基组成，通过剖析图像在每个基投影值的大小分布可以深入认识图像中具有规律性的信息。
六是，基于虹膜旗子暗记形状特色的方法，虹膜旗子暗记形状特色包括两方面的信息，虹膜曲面凹凸起伏的二维形状信息和沿着虹膜圆周的一维形状信息。
七是，基于方向特色的方法，方向（Direction）或者朝向（Orientation）是一个相对值，对光照、比拟度变革的鲁棒性较强，而且可以描述局部灰度特色，是一种比较适宜虹膜图像特色表达的形式。
八是，基于子空间的方法，子空间的方法须要在较大规模的演习数据集上根据定义的最优准则找到多少个最优基，然后将原始图像在最优基上的投影系数作为降维的图像特色。
特色匹配
特色匹配是指根据当前采集的虹膜图像进行特色提取得到的特色编码与数据库中事先存储的虹膜图像特色编码进行比对、验证，从而达到识别的目的。
虹膜识别技能的运用领域
电力/核电站/军事领域
为了提高电站的网络化、智能化、信息化，提升管理效率及安全性，采取目前国际上前辈的虹膜识别技能，结合打算机网络在数据采集、数据通信、数据检索、系统掌握等方面上风，实现紧张通道（出入口）的门禁管理、事情职员的人事考勤管理。并可根据变电站的设备现状，改造成为具有虹膜身份认证的防误闭锁系统，大大提高操作的安全性
工矿/企奇迹单位领域
矿井虹膜考勤系统是煤矿安全生产管理的主要组成部分，它可以使企业管理者及时理解井下生产状况和职员组成，有效改进安全生产管理和劳动组织办法，是提高安全生产效率的主要手段。
市场上常见的是磁卡、IC卡、射频卡等技能实现的考勤机，它无法办理替代性问题，而指纹等生物识别技能，也由于识别精度不足，无法适应井下恶劣环境、设备掩护困难等问题不能知足须要。
虹膜识别考勤系统可以从根本上杜绝考勤时的替代征象，它的高安全性、快速识别和它在矿井井下独具的易用性，是其它生物识别系统无法比较的。
监狱/看守所/反恐／公安领域
监狱：缓冲区门禁：对出入门禁的地方进行虹膜认证，确定身份。
流动人员的管理：对探监职员进行虹膜采集，探监完成后进行虹膜识别，以确定进出的是否是同一人。
公安刑侦：准确甑别犯罪嫌疑人；快速确认罪犯身份；验证去世刑犯身份等。
公安出入境管理：***/护照：可以通过虹膜来进行身份识别。
路巡系统：检讨可疑职员
反恐：可以抓拍虹膜信息，与反胆怯分子信息比对识别。
新农合/城乡居民养老保险／医疗卫生/疾控/违禁药品／病毒实验室领域
社保社会化往后，由于单位的迁居、变更、关闭等缘故原由，造成投保职员流动、分散。以是确定投保人的生存状况一贯是社保支付理赔事情中的一个难题，办理这一难题的唯一出路只有采取生物识别技能进行身份鉴别。
可以采取的生物识别技能有多种，例如，指纹、掌纹、声纹、眼虹膜、脸庞、耳型、体味、DNA（人体细胞遗传基因）等等。生物特色具有客不雅观性和唯一性，人各有异，终生不变，具有无法仿制的特点。
就各种生物识别技能来比较，从技能成熟度和利用方便角度来讲，目前首推虹膜自动识别技能，特殊适宜社保系统的利用哀求，同时也是最安全，精度最高的生物技能。
新型屯子互助医疗：在办理新农合时进行虹膜采集，然后每次进行虹膜验证时，只有通过验证后方可办理干系业务。
金融/银行/税务领域
随着金融行业的不断发展，金融市场竞争日益加剧，银行的管理也日趋规范化，安全问题成为重中之重，虹膜识别产品在银行业的运用是大势所趋。
银行金库门禁：可以将有权限进入金库的职员的虹膜信息保存下来，在每次进入金库的时候都要进行虹膜验证，通过验证方可进入。也可以设置多人验证、异地验证，加强银行金库的安全性管理。
运钞车的管理：将运钞车干系职员的虹膜信息进行采集保存，在出勤的时候进行虹膜验证，同时也可以设置开启钱柜的权限，只有具有权限的职员才能打开钱柜，有效担保了资金的安全性。
信贷职员的身份验证：将每次借贷的职员前辈行虹膜验证，如果存在此人的虹膜信息，则解释此人已借贷，可以停滞发放贷款；如果没有此人的虹膜信息，则保存起来，防止再一次的借贷，有效杜绝了资金的流失落。
民航／机场/海关／口岸领域
虹膜识别系统已在国内外许多领域正发挥着越来越大的浸染，如在机场与海港海关的生物识别通关自动系统、检测系统及警方利用的身份检测行动装置等。虹膜身份识别系统可在须要的重点戒备区域、通道、口岸运用，对已认证职员付与不同的权限，并对试图强行通过的未经认证的职员，系统会自动采纳方法将其封闭在鉴戒空间。自动快速通关是虹膜识别的一个范例运用，它的运用不仅使机场安全等级上升，缓解人流压力，也会为机场带来经济效益。在公共安全成为热点问题的本日，虹膜识别技能在海内机场的运用必将和国际上一样成为发展趋势。
文章原标题：深扒虹膜识别技能及其运用
来源：传感器技能
编辑：Norma
