虹膜门禁系统的设计与实现

    门禁系统，又称为出入管理控制系统，是一种管理人员进出的数字化管理系统．常见的门禁系统有密码门禁系统、非接触IC卡(感应式IC卡)门禁系统、生物识别门禁系统等．传统的密码门禁系统和IC卡门禁系统由于其本身的安全性弱、便捷性差已经面临淘汰，而生物特征以其稳定、便捷、不易伪造等特点逐渐成为门禁系统采用的热点．在众多的生物识别特征中，虹膜特征唯一、稳定且采集方式为非接触式，是目前已知的精确度最高的生物识别特征. ，误识率仅为1：1 200 000． 

    1 虹膜识别原理 

    人的眼睛包含巩膜、虹膜和瞳孔三部分．巩膜为眼球外围的白色部分，约占总面积的30％，虹膜存在于巩膜和瞳孔之间，其颜色并不具有广泛的区别性，而其中相互交错的类似于斑点、细丝、冠状、条纹、隐窝等丰富的纹理信息才是识别中需要提取的特征． 

    虹膜识别系统由二三个部分构成：预处理、特征提取、模式匹配．目前，具有代表性的研究成果有Daugman 的利用Gabor滤波器进行相位编码和Wildes 的图形登记技术以及Boles E 提出的小波变换过零点检测方法等． 

    1．1 预处理

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    在获取虹膜图像的过程中，受各种外界因素的影响，虹膜图像大小不等且有旋转、平移等现象出现．为了下一步的特征提取，需要把定位后的虹膜区域经过坐标变换归一化展开为极坐标，再将极坐标系中的圆环状虹膜图像沿半径方向展开成矩形，使矩形的行对应半径，列对应所取的角度．为了提高后期特征提取和模式匹配的准确性，对标准化后的图像又进行了直方图均衡化处理，同时利用高斯低通滤波器滤除了图像中的高频噪声．

    1．2 特征提取

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    1．3 匹配识别

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    2 算法试验验证 

    首先用本文方法对CASIA虹膜数据库中400幅分辨率为320×280的图像进行试验，得到的结果与经典法进行比较(如表1所示)．从表1中的数据对比可以看出，本系统采用的识别方法虽然在正确率上略低于经典法，但花费时问大大缩短，更适合于实际应用．同时，本系统还进行了小规模的局域网实时虹膜采集和测试，在采集了46名测试者的虹膜特征存人数据库后，一次完成的随机测试识别率达到98％ ，仅一人未识别出，二次识别后识别率即达到100％．试验结果说明本系统具有良好的识别效果。

    表1 不同算法的识别率和时间

    3 结语 

    本文提出了一种快速虹膜识别方法，与经典识别法相比，识别时问大大缩短．同时算法中还改进了虹膜定位方法，使其在精确定位的基础上对噪声干扰和亮度变化不敏感，具有较好的实时性．由于它的高可靠性和稳定性，基于虹膜的门禁系统必然具有广阔的应用前景．

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