《虹膜防伪技术的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《虹膜防伪技术的研究（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、上海交通大学 硕士学位论文 虹膜防伪技术的研究 姓名：安树娟 申请学位级别：硕士 专业：模式识别与智能系统 指导教师：施鹏飞 20080101 上海交通大学硕士学位论文 - I - 虹膜防伪技术的研究虹膜防伪技术的研究 摘 要 摘 要 生物特征识别技术即利用人体所固有的生理特征或行为特征来进 行个人身份鉴定。一个公平、安定和高效的社会离不开安全可靠的身份 认证解决方案，尤其在网络和信息技术高度发达的现代社会里，人们对 身份认证技术提出了更高的要求。传统的以证件、密码、PIN（Personal Identification Number）等为特征的身份识别技术越来越难以满足某 些行业高安全性的需
2、要，在需求的驱动下，基于人脸、指纹、掌纹，虹 膜、视网膜、笔迹、语音和步态等生物特征的识别技术应运而生，其中 虹膜识别是一个新兴的热门发展方向。虹膜是一种重要的身份鉴别特 征，利用虹膜进行身份鉴别，具有唯一性、稳定性、非侵犯性等优点， 虹膜识别是最可靠的生物特征识别之一， 其误识率是各种生物特征识别 中最低的， 这些特点使得虹膜识别成为一种有广阔应用前景的身份鉴别 方法，适用于需要进行安全性防范的诸多场合，如金融证券交易、信息 安全、ATM 机、高级公寓、机场、核设施、生物护照等领域。近年来虹 膜识别技术被广泛认为是最有前途的生物识别技术之一。 但是，虹膜识别技术并非无懈可击，和其他信息安全技
3、术一样，它 也可能受到各种攻击。如用虹膜照片、纸质打印虹膜、模拟眼、彩色隐 形眼镜等伪虹膜以假乱真。作为人体的唯一性生理特征，如果被他人伪 造利用的话，在数字社会中就意味着这个人的整个数字资料的泄密。因 此，如何提高虹膜识别系统的防伪性能具有重要的研究意义。 本文阐述了虹膜识别系统的组成，在此基础上，对活体虹膜防伪技 术进行了深入的研究。在分析现有防伪方法的基础上，针对彩色在隐形 眼镜上的伪虹膜纹理， 提出了一种基于小波包分解的隐形眼镜伪虹膜检 上海交通大学硕士学位论文 - II - 测方法。对彩色隐形眼镜伪虹膜进行检测时，首先选取感兴趣的虹膜区 域，然后对选取的虹膜区域进行小波包分解，计算各
4、子带图像的熵，将 各子带图像熵值之和作为特征值，最后选取合适的阈值，对真伪虹膜进 行分类。 从实验结果可以看出本文提出的方法在速度及检测精度上都有 优势。 关键词：关键词：生物特征，虹膜识别，伪虹膜，活体检测，小波包 ? 本文的研究工作得到国家自然科学基金项目（编号：60427002）及863项目（编号： 2006AA01Z119）的资助。 上海交通大学硕士学位论文 - III - ANALYSIS OF FAKE IRIS DETECTION ABSTRACT The biometric identification and verification system is the method
5、 of recognizing individual based on physical and behavioral characteristic. To assure justice, security and effectivity in modern society, reliable personal identification infrastructure is required. Especially with rapid advances in networking and information technology, the emphasis of security to
6、day is enormous. Many biometrics including face, fingerprints, palms, iris, retina, handwriting, voice and gait, have been used for the security applications instead of the traditional security system such as identification tokens, password, personal identification numbers (PIN), etc. Among them, th
7、e iris is one of the most reliable biometrics because every one has the unique iris pattern, the iris pattern is unchanged as long as one lives and acquiring iris images is noninvasive. Iris recognition possesses the powerful potential to provide added security for a variety of applications. Iris re
8、cognition can be deployed to protect credit card transactions, information security, ATMs, hotels, airports, nuclear facilities, and biometrics passports. Recently, iris recognition is considered one of the most promising biometric recognition techniques. Yet, while iris recognition may improve secu
9、rity in a plethora of environments, iris recognition systems, like any other security system, has vulnerabilities. The increasingly high profile use of iris recognition for security purposes has provoked new interest in researching and exploring methods of spoofing iris recognition systems. Iris rec
10、ognition systems need to be capable of dealing with glass eyeballs, video playbacks of 上海交通大学硕士学位论文 - IV - irises, high-resolution photographs, and contact lenses with imprinted iris patterns. So, methods of combating potential vulnerabilities in iris recognition systems are highly desirable. In thi
11、s paper, the structure of iris recognition system is illustrated. Then, methods of fake iris detection are deeply studied. Existing liveness detection techniques are discussed. A new fake iris detection method based on wavelet packet decomposition is proposed to discriminate color contact lenses wit
12、h imprinted iris patterns. First, select the ROI (Region Of Interest) of an iris, then 2-layer wavelet packet decomposition is performed to the target image. Calculate the entropy value associated with each sub-image. The sum of the entropy values is used as the feature value to discriminate fake ir
13、is from real ones. The experimental results indicate that the proposed method is highly effective. KEY WORDS: biometrics, iris recognition, fake iris, liveness detection, wavelet packet ? This work is funded by the National Natural Science Foundation (Grant No.60427002) and the National 863 Program
14、of China (Grant No. 2006AA01Z119). 上海交通大学上海交通大学 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所 取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识 到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：安树娟 日期：2008 年 1 月 23 日 上海交通大学上海交通大学 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位
15、论文的规定，同意学校保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本 人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密 保密，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密 不保密。 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名：安树娟 指导教师签名：施鹏飞 日期：2008 年 1 月 23 日 日期：2008 年 1 月 23 日 上海交通大学硕士学位论文 - 1 - 第一章第一章 绪论绪论 1.1 引言引言 人类的生活总是与身份的识别与验证息息相关，人类在追求文档、交
16、易及物品 的安全保护性与方便性方面经历了三个阶段。第一阶段是采用大家早已熟悉的各种 机械钥匙；第二阶段是由机械钥匙发展到数字密钥，如登录上网的个人密码以及使 用银行自动提款机所需的身份识别码、身份证或条形码等，它是当今数字化生活中 较为流行的一种安全密钥系统；第三阶段是身份验证技术，即生物特征识别技术。 所谓生物识别技术就是通过计算机与光学、声学、生物传感器等密切结合，利 用人体固有的生理特性和行为特征来进行个人身份鉴定的一种技术1。 可用于生物 识别的生物特征有指纹、人脸、虹膜、视网膜、手形、耳廓等，行为特征有签字、 声音、步态等2。基于这些特征，人们已经发展了指纹识别、人脸识别、虹膜识别、 手形识别、签名识别、声纹识别等多种生物识别技术。目前许多技术都已经成熟并 得以应用。用于身份识别的生物特征，一般要求其具有如下特点：(1)普遍性，即每 人都具有这种特征；(2)唯一性，即每个人的特征是不同的；(3)不变性，即这种特征 不随年龄、地点、环境的变化而变化；(4)可测性，即这种特征可以被采集和量化。 虹膜是位于人眼表面黑色瞳孔和白色
