解析三星Note7虹膜識別的工作原理

　　8月2日三星推出了搭載虹膜識別的Note 7手機。為什么指紋識別普及了這么長時間，手機虹膜識別才姍姍來遲?虹膜識別的原理是什么?安全性怎么樣?請看下面的科普文章，為你解答這些問題。

　　一、虹膜識別的由來與簡介

　　虹膜識別的方法最早由美國的眼科醫生Leonard Flom 和 Arin Safir在1987年提出來的。虹膜識別的算法是由劍橋大學John Dargman博士研究出來的。他提出了對虹膜進行編碼、比較的數學算法。

　　虹膜是瞳孔周圍的環狀顏色組織，它有豐富而各不相同的紋理圖案，構成了虹膜識別的基礎。虹膜識別技術是通過一種近似紅外線的光線對虹膜圖案進行掃描成像，并通過圖案象素位的異或操作來判定相似程度。虹膜識別過程首先需要把虹膜從眼睛圖像中分離出來，再進行特征分析。理論上找到兩個完全相同的虹膜的概率是120萬分之一。這也是目前已知的所有生物識別技術中最為精確的。

　　虹膜識別因為設備復雜，掃描距離短(一般要求在7英寸范圍以內)，以及使用者心理上對健康的擔心，而未能在民用市場大量使用。

　　一個人的虹膜在發育成熟后終生不變，且具有極高的唯一性，因此，是一種安全性(密切量)極高的人體生物特征。虹膜是與視網膜不同的概念，它存在于眼的表面(角膜下部)，是瞳孔周圍的有色環行薄膜，人眼的顏色就是由虹膜決定的，不受眼球內部疾病的影響。

　　虹膜讀取裝置主要是攝像機，只要眼睛正視攝像頭就可完成信息讀取。它的特點是不需要接觸識讀設備，但也需人體配合(不能閉眼，側面對攝像機)才能攝取有用信息，因不便嚴格規定人的位置，系統的誤識率很低，拒識率則較高。

　　虹膜作為特征的另一優勢是不易仿造，但環境條件的限制，在安全防范系統中應用尚不普遍。

　　二、基于虹膜的人體特征識別方法研究

　　虹膜識別技術的一般過程

　　虹膜識別技術的過程一般來說分為：虹膜圖像獲取、圖像預處理、特征提取和特征匹配四個步驟。

　　虹膜圖像獲取是指使用特定的數字攝像器材對人的整個眼部進行拍攝，并將拍攝到的圖像通過圖像采集卡傳輸到計算機中存儲。

　　圖像預處理是指由于拍攝到的眼部圖像包括了很多多余的信息，并且在清晰度等方面不能滿足要求，需要對其進行包括圖像平滑、邊緣檢測、圖像分離等預處理操作。

　　特征提取是指通過一定的算法從分離出的虹膜圖像中提取出獨特的特征點，并對其進行編碼。

　　最后，特征匹配是指根據特征編碼與數據庫中事先存儲的虹膜圖像特征編碼進行比對、驗證，從而達到識別的目的。

　　獲取眼部圖像

　　本文的虹膜圖像攝取裝置如所示，采用的是卓為(SOVIC)SP-313 攝像頭。該攝像頭采用的是最新CCD效果的CMOS感光芯片，圖像分辨率為 35萬像素(640×480無軟件插值)，內置低照度的輔助光源，能最大限度減少對人眼的刺激，使用時配以人工暗室，使人的眼部圖像更清晰、明亮。是本設計采用的攝像頭獲取到的人眼部圖像。

　　虹膜圖像攝取裝置

　　獲取到圖片數據后，只需要將其按照一定的圖片格式寫入文件，即可完成需要的眼部圖像在計算機中的存儲。本文程序中采用的是BMP格式的圖像文件，因為BMP圖像文件存儲的圖像數據沒有經過壓縮，方便以后對圖像進行的預處理。

　　人的眼部圖像