基于PCHIP—LMD的虹膜识别方法
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＊Ｃ ０ ｒ 】 ｒ ｓ ０ ， ｚ ｇ ａ ｕ ｔ ｈ ｏ ｒ ，Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ｇ ｕ ｏ ｌ ｈ ＠ｃ ｉ ｏ ｍｐ． ａ ｃ ． ｃ ｎ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａ ｓ Ｅ ｍｐ ｉ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｍｏ ｄ ｅ Ｄｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ （ ＥＭ Ｄ） ａ ｎ ｄ Ｌｏ ｃ ａ ｌ Ｍｅ ａ ｎ Ｄｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ（ ＬＭ Ｄ） ｃ ａ ｎ ｎ ｏ ｔ
标准差 ， 用 此 标 准 差 进 行 虹膜 识别 。对 Ｃ ＡＳ Ｉ Ａ１ ． ０ 、 Ｃ ＡＳ Ｉ Ａ２ ． ０ 、 Ｃ ＡＳ Ｉ Ａ３ ． ０ － Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｖ ａ ｌ 、 ＭＭＵ１图像 库 进 行 了 识 别 试 验 ，结
果显 示识别率分别达到 了 ９ ９ ． ９ ６ ８ １ 、 ９ ９ ． ８ ８ ４ ５ 、 ９ ９ ． ９ ９ ３ ７ 、 ９ ９ ． ８ ７ ８ ２ 。实验结果 表 明： 该 方 法 消 除 了 虹 膜 特 征 提
摘要 ： 针 对 虹膜 识 别 经 验 模 态 分 解 （ Ｅ ＭＤ） 和局部均值分解 （ Ｌ ＭＤ） 方 法具有无 法兼顾 分解速度 和包 含小误差 的缺点 ， 提 出 了 将 分 段 三 次 Ｈｅ ｒ ｍｉ ｔ ｅ 多 项 式 插 值 引入 局 部 均 值 分 解 （ Ｐ Ｃ ＨＩ Ｐ — Ｌ ＭＤ ） 的 虹 膜 识 别 方 法 来 提 高 识 别 准 确 率 。 针 对 虹 膜
纹理的分布特性 ， 利用 Ｐ ＣＨＩ Ｐ — Ｌ ＭＤ 对 归 一 化 的 虹 膜 图像 逐 行 分解 ， 得 到不 同尺度的分量 图像 ； 通 过 提 取 有 效 的分 量 图
像 将 其 二 值 化 为 特 征 图像 。然 后 用 Ｈａ ｍｍｉ ｎ ｇ距 离 对 特 征 图像 进行 移 位 匹 配 ， 得 到 匹 配 向 量 。最 后 计 算 匹 配 向 量 的 改 进
取 时的高频噪声 ， 有 效 提 取 了 图像 的 二 值 特 征 ， 与Ｅ ＭＤ 和 Ｌ ＭＤ 方 法 相 比 ， 识别 速度 ， 识 别 准 确 率 和 鲁 棒 性 均 有 极 大 提
高。 关 键 词： 虹膜识 别； 经验模 态分解； 局 部 均 值 分 解 ；Ｈａ ｍｍｉ ｎ ｇ距 离 ； 移位 匹配； 分段 三 次 Ｈｅ ｒ ｍｉ ｔ ｅ多项 式 插 值 文献标识码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ７ ８ ８ ／ ０ Ｐ Ｅ ． ２ ０ １ ３ ２ １ ０ １ ． ０ １ ９ ７
基于 Ｐ ＣＨＩ Ｐ — Ｌ ＭＤ 的虹 膜 识 别 方 法
李欢利 。 ， 郭立红 ， 陈 涛 ， 杨丽梅。 ， 王心醉
（ １ ． 中国科学院 长春光学精密机械 与物理研究所， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ３ ３ ； ２ ．中国科学院大学， 北京 １ ０ ０ ０ ３ ９ ； ３ ． 长春工业大学， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ １ ２ ； ４ ． 中国科学院 苏州生物医学工程技术研 究所 ， 江苏 苏州 ２ １ ５ １ ６ ３ ）
中图分类号 ： ＴＰ ３ ９ １ ． ４
Ｉ ｒ ｉ ｓ ｒ ｅ ｃ ｏ ｇ ｎｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＰＣＨ Ｉ Ｐ— ＬＭ Ｄ
ＬＩ Ｈｕ ａ ｎ — ｌ ｉ ， 。，ＧＵＯ ＬＩ — ｈｏ ｎ ｇ ，ＣＨ ＥＮ Ｔａ ｏ ，ＹＡＮＧ Ｌｉ — ｍｅ ｉ 。，Ｗ ＡＮＧ Ｘｉ ｎ — ｚ ｕｉ
４ ．Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｂｉ ｏ ｍｅ ｄｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｃｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ，Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ２ １ ５ １ ６ ３ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
２ ．Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ， Ｂｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ３ ９ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
３ ． Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ １ ３ ０ ０ １ ２ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
（ １ ． Ｃ ｈ ａ ｎ ｇｃ ｈ ｕ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｏｐ ｔ ｉ ｃ ｓ ，Ｆｉ ｎ ｅ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ，Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ １ ３ ０ ０ ３ ３，Ｃｈ ｉ ｎ ａ；
第 ２ ｌ 卷
第 １ 期
光 学 精 密 工 程
Ｏｐ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
Ｖｏ １ ． ２ １ Ｎｏ ． １
２ ０ １ ３年 １月
Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ３
文章 编 号
１ ０ ０ ４ — ９ ２ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ １ ９ ７ — １ ０
ｔ ａ ｋｅ ｃ ａｒ ｅ ｏ ｆ ｂｏ ｔ ｈ ｔ ｈｅ ｄ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏｓ ｉ ｔ ｉ ｏｎ ｒ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈｅ ｓ ｍａｌ ｌ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｔ ａ ｎｅ ｏｕ ｓ ｌ ｙ， ａ ｆ ａ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖｅ Βιβλιοθήκη Baiduｅ ｔ ｈ ｏｄ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎｅ ｄ Ｐｉ ｅ ｃ ｅ ｗｉ ｓ ｅ Ｃｕｂ ｉ ｃ Ｈｅ ｒ ｍｉ ｔ ｅ Ｉ ｎｔ ｅ ｒ ｐ ｏｌ ａ ｔ ｉ ｎｇ Ｐｏｌ ｙ ｎｏ ｍｉ ａ ｌ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈｅ ＬＭ Ｄ （ ＰＣＨ Ｉ Ｐ— ＬＭ Ｄ ）
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标准差 ， 用 此 标 准 差 进 行 虹膜 识别 。对 Ｃ ＡＳ Ｉ Ａ１ ． ０ 、 Ｃ ＡＳ Ｉ Ａ２ ． ０ 、 Ｃ ＡＳ Ｉ Ａ３ ． ０ － Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｖ ａ ｌ 、 ＭＭＵ１图像 库 进 行 了 识 别 试 验 ，结
果显 示识别率分别达到 了 ９ ９ ． ９ ６ ８ １ 、 ９ ９ ． ８ ８ ４ ５ 、 ９ ９ ． ９ ９ ３ ７ 、 ９ ９ ． ８ ７ ８ ２ 。实验结果 表 明： 该 方 法 消 除 了 虹 膜 特 征 提
摘要 ： 针 对 虹膜 识 别 经 验 模 态 分 解 （ Ｅ ＭＤ） 和局部均值分解 （ Ｌ ＭＤ） 方 法具有无 法兼顾 分解速度 和包 含小误差 的缺点 ， 提 出 了 将 分 段 三 次 Ｈｅ ｒ ｍｉ ｔ ｅ 多 项 式 插 值 引入 局 部 均 值 分 解 （ Ｐ Ｃ ＨＩ Ｐ — Ｌ ＭＤ ） 的 虹 膜 识 别 方 法 来 提 高 识 别 准 确 率 。 针 对 虹 膜
纹理的分布特性 ， 利用 Ｐ ＣＨＩ Ｐ — Ｌ ＭＤ 对 归 一 化 的 虹 膜 图像 逐 行 分解 ， 得 到不 同尺度的分量 图像 ； 通 过 提 取 有 效 的分 量 图
像 将 其 二 值 化 为 特 征 图像 。然 后 用 Ｈａ ｍｍｉ ｎ ｇ距 离 对 特 征 图像 进行 移 位 匹 配 ， 得 到 匹 配 向 量 。最 后 计 算 匹 配 向 量 的 改 进
取 时的高频噪声 ， 有 效 提 取 了 图像 的 二 值 特 征 ， 与Ｅ ＭＤ 和 Ｌ ＭＤ 方 法 相 比 ， 识别 速度 ， 识 别 准 确 率 和 鲁 棒 性 均 有 极 大 提
高。 关 键 词： 虹膜识 别； 经验模 态分解； 局 部 均 值 分 解 ；Ｈａ ｍｍｉ ｎ ｇ距 离 ； 移位 匹配； 分段 三 次 Ｈｅ ｒ ｍｉ ｔ ｅ多项 式 插 值 文献标识码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ７ ８ ８ ／ ０ Ｐ Ｅ ． ２ ０ １ ３ ２ １ ０ １ ． ０ １ ９ ７
基于 Ｐ ＣＨＩ Ｐ — Ｌ ＭＤ 的虹 膜 识 别 方 法
李欢利 。 ， 郭立红 ， 陈 涛 ， 杨丽梅。 ， 王心醉
（ １ ． 中国科学院 长春光学精密机械 与物理研究所， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ３ ３ ； ２ ．中国科学院大学， 北京 １ ０ ０ ０ ３ ９ ； ３ ． 长春工业大学， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ １ ２ ； ４ ． 中国科学院 苏州生物医学工程技术研 究所 ， 江苏 苏州 ２ １ ５ １ ６ ３ ）
中图分类号 ： ＴＰ ３ ９ １ ． ４
Ｉ ｒ ｉ ｓ ｒ ｅ ｃ ｏ ｇ ｎｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＰＣＨ Ｉ Ｐ— ＬＭ Ｄ
ＬＩ Ｈｕ ａ ｎ — ｌ ｉ ， 。，ＧＵＯ ＬＩ — ｈｏ ｎ ｇ ，ＣＨ ＥＮ Ｔａ ｏ ，ＹＡＮＧ Ｌｉ — ｍｅ ｉ 。，Ｗ ＡＮＧ Ｘｉ ｎ — ｚ ｕｉ
４ ．Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｂｉ ｏ ｍｅ ｄｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｃｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ，Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ２ １ ５ １ ６ ３ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
２ ．Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ， Ｂｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ３ ９ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
３ ． Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ １ ３ ０ ０ １ ２ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
（ １ ． Ｃ ｈ ａ ｎ ｇｃ ｈ ｕ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｏｐ ｔ ｉ ｃ ｓ ，Ｆｉ ｎ ｅ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ，Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ １ ３ ０ ０ ３ ３，Ｃｈ ｉ ｎ ａ；
第 ２ ｌ 卷
第 １ 期
光 学 精 密 工 程
Ｏｐ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
Ｖｏ １ ． ２ １ Ｎｏ ． １
２ ０ １ ３年 １月
Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ３
文章 编 号
１ ０ ０ ４ — ９ ２ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ １ ９ ７ — １ ０
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