人的眼睛结构由巩膜、虹膜、瞳孔、晶状体、视网膜等部分组成。巩膜即眼球外围的白色部分,约占总面积的30%;眼睛中心为瞳孔部分,约占5%;虹膜位于巩膜和瞳孔之间,包含了最丰富的纹理信息,占据65%。
虹膜包含了最丰富的纹理信息,其中包括很多相互交错的斑点、细丝、冠状、条纹、隐窝等细节特征。而且虹膜在胎儿发育阶段形成后,在整个生命历程中基本是保持不变的。这些决定了虹膜特征的唯一性,同时也决定了身份识别的唯一性。
虹膜的形成由遗传基因决定,人体基因表达决定了虹膜的形态、生理、颜色和总的外观。虹膜是外部可见的,但同时又属于内部组织,位于角膜后面。要改变虹膜外观,需要非常精细的外科手术,而且要冒着视力损伤的危险。虹膜的高度独特性、稳定性及不可更改的特点,是虹膜可用作身份鉴别的物质基础。因此,可以将眼睛的虹膜特征作为每个人的身份识别对象。
在包括指纹在内的所有生物识别技术中,虹膜识别是当前应用最为精确的一种,因为不同于指纹,虹膜是不可被复制的,而且当一个人死亡后,瞳孔会自然放大,从而造成虹膜消失,所以只有活体才能用虹膜识别,而且由于虹膜是生物特征,在照片或者视频上的虹膜图片是不能进行解锁的。
虹膜识别技术被广泛认为是二十一世纪最具有发展前途的生物认证技术,未来的安防、国防、电子商务等多种领域的应用,也必然的会以虹膜识别技术为重点。
虹膜识别就是通过对比虹膜图像特征之间的相似性来确定用户的身份。一个虹膜约有266个量化特征点,而一般的生物识别技术只有13个到60个特征点。在算法和人类眼部特征允许的情况下,算法可获得173个二进制自由度的独立特征点,所以虹膜识别具有很高的精准度。
虹膜识别技术的过程一般可分为四个步骤:虹膜图像获取、图像预处理、特征提取、特征匹配。
首先设备需要通过特定的摄像头对整个眼部进行拍照,并将拍摄的图像传输给虹膜识别系统的预处理软件;然后预处理软件在图像上进行虹膜定位并将其放大到系统识别的特定大小,并进行图像强化处理;之后系统会以特定的算法从虹膜图像中提取出虹膜识别所需的特征点,并对其进行编码;最后将特征提取得到的特征编码与数据库中的虹膜图像特征编码逐一匹配,判断是否为相同虹膜,从而达到身份识别的目的。
当然由于手机使用环境复杂多样,并且便携设备的虹膜识别装置能力有限,所以在虹膜图像的获取阶段会存在较多的限制。比如强光环境识别率会降低、虹膜识别要保持一定的距离才能实现解锁等。