基于改进型最小二乘法拟合的虹膜定位

生 。其 中虹膜识别是 当今 时代最有市场潜 力和商 长 ，很难达 到实时性 ；②Ｄａｕｇｍａｎ微积分 圆形检 测算
收 稿 日期 ：２０１６—３—１Ｏ 基金项 目：广西高校科学研究技术项 （ＫＹ２０１５ＺＤ１１８） 作者简 介 ：￣ （１９８４一），男 ，广西河池人 ，硕士研 究生 主要研究方 向：模式识别 ，无线通信 。
航海安全等重要领域 ，对身份的有效识别和认证要求 像 中提取出来 ，虹膜定位是整个虹膜识别过程最重要
更可靠 、更精确 、更便捷 。仅仅依靠传统的身份证件 、 的一步 。虹膜定位准确与否直接影响到虹膜纹理特征 护照 、信 用卡等１１－２１进行 身份鉴别 已经远远不能满足信 最后 的虹膜 识 别效 果 。 目前 国 内外 普遍 采用 的虹膜 定
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Ｃｏｍ ｐｕｔｅｒ Ｅｒａ Ｎ ｏ．６ ２０１ ６
法 ｍ ，该 方 法 是 采 用 基 于 梯 度 积 分 的 方 法 来 定 位 虹 膜 边 界 的 圆 探 测 器 ，通 过 沿 径 向 求 梯 度 再 圆周 积 分 ， 将 积分最大值对应 的参数 作为虹膜边界参数 。算法
幅 图像进行 实验 ，结果显 示所提 出的算法准确率达 ９９％，而且比传统的定位算 法快 １５０ｍｓ，减少虹膜定位计算 的复杂度 和
内存 空 间 。 Fra bibliotek关 键 词 ： 虹膜 识 别 ；边 缘检 测 ；虹 膜 定位 ； 最 小二 乘 法 拟 合
中图分类 号 ：ＴＰ３９１．４
文献标 志码 ：Ａ
文章编 号 ：１ ００６—８２２８（２０１ ６）０６—７５—０５
摘 要 ：针对传统虹膜 定位算法计 算速度慢 、内存 占用 大的缺 点 ，提 出最小二乘 法拟合 圆 曲线的虹膜 定位算法 。该 算法
根 据虹膜 区域 图像和周边 灰度值相 差异 的特 点，先利 用 Ｃａｎｎｙ 算子探 测虹膜 图像 边缘 ，设 定合适 的阂值将 图像二 值化 ；
再用 最小二乘 法勾勒虹膜 内边界和 拟合外边界 ，并计算 出虹膜 内外边缘 的坐标和半 径。从 ＣＡＳＩＡ图像数 据库抽取 １００
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｉｒｉｓ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｓｌｏｗ ａｎｄ ｔａｋｅｓ ｕｐ ｂｉｇ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｐａｃｅ，ａｎ ｉｒｉｓ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ ｆ ｉｔｔｉｎｇ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｃｕｒｖｅ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｇｒａｙ ｖａｌｕｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｉｒｉｓ ｉｍ ａｇｅ ａｎｄ ｉｒｉｓ ｓｕｒｒｏ￣ ｄｉｎｇ， ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｕｓｅｓ Ｃａｎｎｙ ｏｐｅｒａｔｏｒ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔ ｉｍａｇｅ ｅｄｇｅ， ｍａｋｅｓ ｔｈｅ ｉｍ ａｇｅ ｂｉｎａｒ ｉｚａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ａ ｒｉｇｈｔ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ， ａｎｄ ｔｈｅｎ ｏｕｔｌｉｎｉｎｇ ｉｒｉｓ ｉｎ ｅｒ ｂｏｕｎｄａｒｙ ａｎ ｄ ｆｉｔｔｉｎｇ ｉｒｉｓ ｉｍａｇｅ ｏｕｔｅｒ ｂｏｕｎｄａｒｙ ａｒ ｅ ｇｉｖｅｎ ｂｙ ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ ａｎｄ ｒａｄｉｉ ｏｆ ｉｒｉｓ’ ｉｎｎｅｒ ａｎｄ ｏｕｔｅｒ ｅｄｇｅｓ ａｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ． １００ ｉｍ ａｇｅｓ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｉｍａｇｅ ｄａｔａｂａｓｅ ＣＡＳＩＡ ｗｅｒｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｕｐ ｔｏ ９０ ｐｅｒｃｅｎｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｐｅｅｄ ｉｓ １ ５０ｍｓ ｆａｓｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｒｅｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓａｖｅｓ ｍ ｅｍ ｏｒｙ ｓｐａｃｅ． Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｉｒｉｓ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ； ｅｄｇｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ； ｉｒｉｓ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ； ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ ｆｉｔｉｎｇ
计 算机 时代 ２０１６年 第 ６期
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ＤＯＩ：１ ０．１ ６６４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ３３—１ ０９４／ｔｐ．２０ １ ６．０６．０２ １
基 于 改进 型 最 小 二 乘 法 拟 合 的虹 膜 定 位 ★
韦 涛 。梁碧 署珍
（百 色学院信 息 工程 学 院 ，广 西 百 色 ５３３０００）
Ｉｒｉｓ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｗｉｔｈ ｉｍ ｐｒｏｖｅｄ ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ ｆｉｔｔｉｎｇ
Ｗ ｅｉ Ｔａｏ，Ｌｉａｎｇ Ｂｉｚｈｅｎ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂａｉｓｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂａｉｓｅ，Ｇｕａｎｇｘｉ ５３３０００，Ｃｈｉｎａ）
０ 引言
业价 值 的 生物 识 别 方 法之 一 ，它 是 一 种 非 接 触 、防 伪
当今 身份 识别的重要性 日益彰 显 。在维护 国家 性能好 、识别率高 、定位准确的识别方法。
安全 ，维护社会安全 ，网络 安全 ，金融信息 安全 ，航空
虹膜定位是通过一定的算法将虹膜圆环从人 眼图
息时代对身份验证和 身份 识别准确性的要求 。传统 位经典算法主要有两种 ：＠ｗｉｌｄｅｓ提出的 Ｈｏｕｇｈ算法 ，
的识别方式技术落 后 ，手段单一 ，很难 区分伪造者和 该方 法先使 用 ｃａｎｎｙ算子对虹膜进行边缘检测 ，然后
真正 的所有 者。在 更准确需求的驱使 下 ，基于指纹 、 采用边缘点对边界参数进行投票 ，将得票数最多 的参 人脸 、手掌 、声音 、虹膜等生物特征的识别技术应运而 数 确定 为虹膜 边界参 数 ，由于 Ｈｏｕｇｈ变 换 计算耗 时