這是一項(xiàng)高度精確的技術(shù)，因?yàn)槿说暮缒D案不會(huì)隨年齡而變化，并且對(duì)偽造的挑戰(zhàn)更大。但是，虹膜的合格圖像要比面部或指紋更具挑戰(zhàn)性。

虹膜識(shí)別正在追趕其他流行的生物識(shí)別應(yīng)用程序，例如在全世界范圍內(nèi)使用的指紋和面部識(shí)別。這是一項(xiàng)高度精確的技術(shù)，因?yàn)槿说暮缒D案不會(huì)隨年齡而變化，并且對(duì)偽造的挑戰(zhàn)更大。但是，虹膜的合格圖像要比面部或指紋更具挑戰(zhàn)性。

一般而言，虹膜生物識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)包括三個(gè)主要部分：圖像采集設(shè)備（虹膜相機(jī)）；用于模板創(chuàng)建，注冊(cè)和匹配的生物識(shí)別軟件；以及通常用于護(hù)照控制，機(jī)場(chǎng)售貨亭，訪問控制和執(zhí)法應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)（圖1）。本文重點(diǎn)介紹圖像采集設(shè)備的設(shè)計(jì)。

虹膜生物識(shí)別系統(tǒng)具有這三個(gè)主要組成部分

讓我們看一下虹膜識(shí)別捕獲設(shè)備設(shè)計(jì)中的一些關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

1、目標(biāo)距離

從相機(jī)到被攝對(duì)象眼睛的距離越大，捕獲設(shè)備將越復(fù)雜和昂貴。因此，虹膜照相機(jī)根據(jù)其拍攝范圍被分為幾類。在這里10-30厘米是最常見的范圍。系統(tǒng)的圖像傳感器特性和調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）對(duì)于將攝像機(jī)進(jìn)一步細(xì)分為注冊(cè)和/或驗(yàn)證的手段至關(guān)重要。前者需要更高的MTF。

2、多種眼睛顏色

由于使用圖像對(duì)比度來提取虹膜的圖案，因此捕獲光的波長(zhǎng)必須支持多種顏色。因此，必須考慮功耗，符合IEC-62471的眼睛安全輻射以及脈沖光與照相機(jī)積分時(shí)間的同步性來選擇傳感器的光譜響應(yīng)和照明波長(zhǎng)。

3、運(yùn)動(dòng)模煳

該設(shè)備必須能夠承受一定程度的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)，因此在設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的捕獲量起著至關(guān)重要的作用，尤其是攝像機(jī)的景深。鏡頭的光圈，在捕獲時(shí)間內(nèi)輻射的光量，光的波長(zhǎng)以及鏡頭的特性決定了相機(jī)保持對(duì)焦的目標(biāo)距離之下和之上的深度。

4、匹配能力和互操作性

良好的虹膜圖像采集指標(biāo)可比較使用同一相機(jī)捕獲的同一對(duì)象的圖像，并計(jì)算成功匹配的圖像百分比。這個(gè)概念稱為匹配能力。當(dāng)使用來自不同供應(yīng)商的相機(jī)拍攝的同一主題的圖像進(jìn)行匹配時(shí)，該概念稱為互操作性。

匹配圖像的百分比表示被測(cè)相機(jī)能否與同一系統(tǒng)中的其他虹膜相機(jī)配合使用。同時(shí)，圖像之間的漢明距離是用于測(cè)量匹配能力的度量。漢明距離的范圍是0到1。距離0越近，圖像越相同。調(diào)整用于圖像增強(qiáng)的相機(jī)設(shè)置以設(shè)置最佳條件，在該條件下，所捕獲的圖像將獲得很高的匹配能力和互操作性。

5、虹膜識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)

有兩個(gè)ISO標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定了虹膜圖像質(zhì)量和虹膜圖像信息交換的要求：ISO/IEC29794-6和ISO_IEC_19794-6。沒有適用于虹膜照相機(jī)選擇的官方生物統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，例如，聯(lián)邦調(diào)查局的指紋附錄F。但是，NIST通過大量出版物和研究為標(biāo)準(zhǔn)化和開發(fā)該技術(shù)提供了指導(dǎo)。

虹膜識(shí)別的關(guān)鍵部分當(dāng)然是生物識(shí)別軟件，該軟件具有從虹膜圖像中提取獨(dú)特圖案以創(chuàng)建虹膜模板的算法。虹膜模板是用于注冊(cè)和匹配的工具。當(dāng)前，模板創(chuàng)建是專有的，這意味著使用一個(gè)生物識(shí)別軟件創(chuàng)建的模板文件只能由該軟件包進(jìn)行編碼和解碼，該軟件包是擁有該軟件的公司專有的。

用于虹膜圖像質(zhì)量分級(jí)，模板創(chuàng)建，注冊(cè)和匹配的算法開發(fā)本身就是一個(gè)完整的領(lǐng)域。一些公司同時(shí)使用圖像采集設(shè)備和生物識(shí)別軟件，而另一些公司則同時(shí)使用其中之一。隨著這項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展，可以與多種第三方生物識(shí)別軟件產(chǎn)品一起使用的圖像采集設(shè)備和訪問控制嵌入式平臺(tái)的機(jī)會(huì)也在不斷擴(kuò)大。

虹膜相機(jī)對(duì)注冊(cè)和驗(yàn)證（匹配）的要求不同。前面提到的ISO標(biāo)準(zhǔn)確實(shí)適用于注冊(cè)攝像機(jī)；但是，不需要驗(yàn)證相機(jī)遵循標(biāo)準(zhǔn)。旨在開發(fā)一種既能完成注冊(cè)又能進(jìn)行驗(yàn)證的低成本注冊(cè)相機(jī)，它是虹膜識(shí)別解決方案集成商的替代產(chǎn)品，因?yàn)樗麄兛梢杂煤缒は鄼C(jī)和來自不同供應(yīng)商的軟件平臺(tái)構(gòu)建解決方案。

對(duì)于尋求小型工廠或?qū)W校訪問控制的小型集成商來說，這將是一種預(yù)算解決方案。同時(shí)，對(duì)于大型集成商（例如政府或軍方）而言，這將是可行的采購(gòu)策略。

采集設(shè)備的主要任務(wù)是在實(shí)時(shí)視頻流中定位一個(gè)人的虹膜，并將其傳遞給生物特征識(shí)別軟件進(jìn)行分割，然后再分割成虹膜模板以用于注冊(cè)或驗(yàn)證。因此，除了捕獲量規(guī)格外，采集設(shè)備的板上處理還必須在運(yùn)行時(shí)執(zhí)行任務(wù)組合，這可以由Arm處理器，FPGA或嵌入式Linux板執(zhí)行。這就是某些獨(dú)立系統(tǒng)在訪問控制應(yīng)用程序中的功能。
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