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    前言

    隨著社會的發展，身份識別的重要性正日益顯現，而傳統的身份識別方式由于其固有的局限性已遠遠不能滿足要求，鑰匙、卡片和身份證等容易丟失和仿造，密碼則容易遺忘，更為嚴重的是這些傳統識別方式無法區分真正的擁有者和取得身份標識物的冒充者，一旦他人獲得了這些身份標識物，就可以擁有相同的權力。在需求的驅動下，基于人臉、指紋、虹膜、手形、筆跡等生物特征的識別技術應運而生。

    虹膜識別技術是近幾年興起的生物認證技術。虹膜的形成由遺傳基因決定，人體基因表達決定了虹膜的形態、生理特性、顏色和總的外觀，是最可靠的人體生物終身身份標識。虹膜識別就是通過這種人體生物特征來識別人的身份。在包括指紋在內的所有生物特征識別技術中，虹膜識別是當前應用最為精確的一種。虹膜識別技術以其高精確度、非接觸式采集、易于使用等優點得到了迅速發展，被廣泛認為是二十一世紀最具有發展前途的生物認證技術，未來的安防、國防、電子商務等多種領域的應用，也必然的會以虹膜識別技術為重點。這種趨勢，現在已經在全球各地的各種應用中逐漸開始顯現出來，市場應用前景非常廣闊。

    1.什么是虹膜

    人眼的外觀由鞏膜、虹膜、瞳孔三部分構成，鞏膜即眼球外圍的白色部分，眼睛中心為瞳孔部分，虹膜位于鞏膜和瞳孔之間，包含了最豐富的紋理信息。外觀上看，虹膜由許多腺窩、皺褶、色素斑等構成，是人體中最獨特的結構之一。

    虹膜作為身份標識具有許多先天優勢：

    1) 唯一性，由于虹膜圖像存在著許多隨機分布的細節特征，造就了虹膜模式的唯一性。英國劍橋大學John Daugman教授提出的虹膜相位特征證實了虹膜圖像有244個獨立的自由度，即平均每平方毫米的信息量是3.2比特。實際上用模式識別方法提取圖像特征是有損壓縮過程，可以預測虹膜紋理的信息容量遠大于此。并且虹膜細節特征主要是由胚胎發育環境的隨機因素決定的，即使克隆人、雙胞胎、同一人左右眼的虹膜圖像之間也具有顯著差異。虹膜的唯一性為高精度的身份識別奠定了基礎。英國國家物理實驗室的測試結果表明：虹膜識別是各種生物特征識別方法中錯誤率最低的。

    2) 穩定性，虹膜從嬰兒胚胎期的第3個月起開始發育，到第8個月虹膜的主要紋理結構已經成形。除非經歷危及眼睛的外科手術，此后幾乎終生不變。由于角膜的保護作用，發育完全的虹膜不易受到外界的傷害。

    3) 非接觸，虹膜是一個外部可見的內部器官，不必緊貼采集裝置就能獲取合格的虹膜圖像，識別方式相對于指紋、手形等需要接觸感知的生物特征更加干凈衛生，不會污損成像裝置，影響其他人的識別。

    4) 便于信號處理，在眼睛圖像中和虹膜鄰近的區域是瞳孔和鞏膜，它們和虹膜區域存在著明顯的灰度階變，并且區域邊界都接近圓形，所以虹膜區域易于擬合分割和歸一化。虹膜結構有利于實現一種具有平移、縮放和旋轉不變性的模式表達方式。

    5) 防偽性好，虹膜的半徑小，在可見光下中國人的虹膜圖像呈現深褐色，看不到紋理信息，具有清晰虹膜紋理的圖像獲取需要專用的虹膜圖像采集裝置和用戶的配合，所以在一般情況下很難盜取他人的虹膜圖像。此外眼睛具有很多光學和生理特性可用于活體虹膜檢測。