虹膜身份认证系统__培训课件.pptVIP

这是我们的系统框架图，我们充分利用了开发板的硬件资源。在它的二次开发口外扩了图像采集卡，SD卡，鼠标等设备；在串口外接了IC读写卡器，音频口实现了语音的输入输出。 为了实现身份认证的目标，我们方案的主要思路是： 用户在注册时发给其一张虹膜身份认证卡，该卡与用户在库中存储的虹模板膜一一对应，用户认证时系统会依据该卡去提取虹膜模板，再将该模板与用户现场采集处理后的虹膜模板进行移位比较匹配，实现身份认证。 那接下来看一下我们的主要工作流程图。 系统的用户主要分为新用户和老用户，用户到来刷卡后，系统根据卡号判断出是否是新用户，是新用户的话，系统会要求其注册，直至注册成功。 如果是老用户的话，系统会要求其认证，为了保障系统的易用性和安全性，系统还提供了二次认证机会，若二次认证仍失败，系统会自动锁定该卡，同时也保留该卡的记录。 下面我来讲一下系统的功能。 我们把系统的功能主要分为虹膜认证功能和外扩设备功能两大部分，虹膜认证部分包括用户的模板注册、注销，认证、二次认证失败系统自动注销等。 通过5509A评估板外扩的设备实现的功能主要有图像的采集与显示、IC卡刷卡提取模板、语音操作提示、SD卡大容量存储、鼠标输入控制等。 介绍完系统的功能后，接下来我将介绍一下这些功能的具体实现方式。 图像采集是虹膜识别技术中的一个难点问题，采集的效果直接关系到后面的认证结果。 在本系统中，我们采用了高清晰黑白CCD摄像头，设计了防止误拍摄和准确截图的算法，使我们能够采集到比较满意的图像。 我们用一个CRT显示器来实时观察摄像头拍摄的图像，在该显示器上我们可以看到虹膜的清晰纹理。 * 为了让用户知道该怎么操作和告知用户认证结果，我们利用评估板上的语音模块，设计了语音提示系统，良好的语音提示也可以给用户很好的听觉体验。 通过上面分析，我们可以看到虹膜模板信息和语音提示信息都需要存储在一个大容量存储中，我们利用5509A评估板的二次开发口外扩了一个SD卡，通过MMC控制器， 实现了大容量存储。 我们利用RS232串口外接了一个IC读写卡器，这样做有两个好处： 第一是作为身份的双重认证 第二是加快了提取虹膜模板的速度 另外我们为了方便用户控制操作，通过GPIO口外扩了一个鼠标。 下面我来讲解一下虹膜识别算法，它是系统的核心技术。 这幅图像是我们采集到的虹膜图像，我们的算法就是从处理这幅图像开始的。 算法实现了经典的canny边缘检测，Hough变换，噪声检测与归一化，gabor滤波与编码，Hamming距离计算，并在此基础上做了一些改进。 Canny推导出最优边缘检测算子的一个近似实现是：边界点位于图像被高斯函数平滑后的梯度幅度的极大值点。 边缘检测的具体步骤如下： 图中显示了我们Hough变换定位瞳孔和虹膜外边界的结果，结果还是比较准确的。 虹膜归一化是把极坐标转换成笛卡尔坐标。 下面是我们归一化后的结果。 使用gabor进行编码，编码成二进制数据。 计算二进制数据模板的Hamming距离。 我们的虹膜识别实现了经典的canny边缘检测和Hough变换，归一化，编码和Hamming距离计算等算法，并在此基础上做了一些改进，具体改进如下： 1. 图像裁剪部分：统计阈值裁剪图像 2. Canny边缘检测部分 1.把传统的canny算子在2*2邻域内求有限差均值来计算梯度幅值的方法推广到3*3邻域 2.创新性地引入了gamma校正调节因为硬件原因对图像亮度的影响 3.算法中增设了门限调整器，自动寻找最佳门限，解决了门限过高或过低对候补边缘点的影响。 3. Hough变换部分 1.瞳孔粗定位,加快了算法的速度 2. Hough变换先定位瞳孔，去掉瞳孔，再定位虹膜，消除了瞳孔对虹膜定位的影响。 4. 噪声检测部分：在确定好的瞳孔和虹膜位置基础上设置线性增量，去除眼睑，睫毛遮挡。 5. 匹配部分：计算Hamming距离时进行二进制移位补偿，补偿因为眼球旋转对识别带来的影响。 最后我对我们的作品做一下总结： 作品的特色与创新是： 第一：有效的解决了虹膜采集的困难问题，降低了采集设备成本。 第二：改进和创新了虹膜识别算法，减少了运算量，提高了识别率。 第三：提供了二次认证机会和自动注销功能，提高了系统的医用性和安全性。 第四：虹膜身份认证卡起到了身份的双重认证功能，也加快了模板信息的提取速度。 西安电子科技大学 XIDIAN UNIVERCITY 西安电子科技大学 XIDIAN UNIVERCITY 虹膜身份认证系统 指导老师： 郭万里 参赛队员： 吕志泉 黄康莹 荣辉 2008年9月 目录 选题背景 1 系统概述 2 功能与实现 3 3