CN109241850A - 一种提高虹膜识别安全性的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种提高虹膜识别安全性的方法，该方法包括如下步骤：虹膜录入；验证模式设置；验证模式选择；虹膜采集；特征对比。本发明还提供了一种提高虹膜识别安全性的装置，该装置包括：数据存储单元、图像采集单元、特征对比单元、人工操作单元、声光显示单元，并按照上述方法进行虹膜识别。本发明利用虹膜的左右眼属性，将虹膜图像分为左眼虹膜、右眼虹膜和左右眼虹膜组合三类，构成特有的单次验证模式和多次验证模式，并根据虹膜图像分类与验证次数形成的排列形成特定的验证顺序，大大提高虹膜识别的安全性。

Description

一种提高虹膜识别安全性的方法和装置

技术领域

本发明涉及虹膜识别技术领域，具体涉及一种提高虹膜识别安全性的方法和装置。

背景技术

随着信息技术的迅猛发展，身份识别的重要性正日益显现，而传统的身份识别方式由于其固有的局限性已远远不能满足要求，并面临着安全性能的挑战，利用钥匙、卡片和身份证等 所拥有的令牌方式，存在易于丢失、被窃和仿造等安全隐患；利用密码等所知道的口令方式，则存在易于遗忘和被攻击的问题，更为严重的是这些传统识别方式无法区分真正的拥有者和取得身份标识物的冒充者。而利用人体自身所具有的物理特征，如生物特征识别技术，可以避免上述问题，因为这些特征具有稳定性、永久性、唯一性和安全性等独特优势。

目前，基于指纹、人脸和虹膜的身份识别技术被广泛应用。其中，虹膜识别以虹膜的高度唯一性、稳定性和不可更改的特性，被公认为生物特征识别中最安全、最准确的身份识别方法。并且，由于虹膜是眼睛的外在组成部分，因此基于虹膜的身份鉴别系统对使用者来说可以是非接触的。据统计，到目前为止，虹膜识别的错误率是各种生物特征识别中最低的。所以，虹膜识别已在众多领域有了广泛地应用，如公司日常考勤，刑事身份鉴别，机场海关安检，信息安全等关键领域。

传统的虹膜识别工作过程为：事先将用户的虹膜图像存储到数据库中，然后采集虹膜图像，将采集到的虹膜图像与预先存储的虹膜图像进行比对，若比对通过，则虹膜识别通过，若比对不通过，则虹膜识别不通过。

但是，传统的虹膜识别中，对同一个人的左右眼虹膜图像不作区分，统一存入该人的虹膜数据库中，在将采集到的虹膜图像与预先存储的虹膜图像进行比对时，需要将采集到的虹膜图像与预先存储的左右眼虹膜图像逐一比对，有一个比对通过，则虹膜识别通过。

同时，传统的虹膜识别技术都是通过前期记录虹膜并保存用户的模板数据，匹配成功后用户便可拥有权限，这种识别方法依然存在一定的风险，比如当事人处于昏迷或者熟睡状态，都非常容易被进行盗窃使用。而且，在当前网络视频频繁使用的场景下，通过黑客技术对虹膜图像进行抓取和破解都是有可能的。因此，需要一种更加安全的虹膜识别方法。

如果利用虹膜的左右眼属性，对虹膜识别的模式和方法进行改进，必然能提高虹膜识别的安全性。现有技术中已经出现了可以判断采集到的虹膜的左右眼属性的方法，其中，常用方法的工作原理为：通过检测两个虹膜的相对位置给出虹膜的左右属性值，可以判断在图像中相对偏左的虹膜为右眼虹膜，相对偏右的虹膜为左眼虹膜。同时，公开号为“CN105447450A”、主题名称为“虹膜识别中判断左右虹膜的方法和装置”的专利还提供了一种判断左右虹膜的方法和装置。该发明只需要通过虹膜图像自身的特性，例如上睫毛的密集度，即可判断左、右，无需结合其它信息，简单方便，且准确率高。

发明内容

鉴于以上原因，本发明提供一种提高虹膜识别安全性的方法和装置，利用虹膜的左右眼属性，结合特定的验证顺序，使虹膜识别的安全性大大提高。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种提高虹膜识别安全性的方法，包括如下步骤：

S1.虹膜录入：收集使用者的虹膜图像，添加左右眼属性，并将虹膜图像分类，存储在数据库中；

S2.验证模式设置：使用者设定验证模式，验证模式分为单次验证模式和多次验证模式，选择多次验证模式时，还需设定特定的验证顺序；

S3.验证模式选择：待验证者选择验证模式，若选择验证模式正确，继续验证；若选择验证模式错误，验证终止；

S4.虹膜采集：根据验证模式采集待验证者的虹膜图像；

S5.特征对比：将采集到的待验证者的虹膜图像与数据库中存储的虹膜图像进行特征对比，两者相同时，则判定该待验证者为使用者，否则判定为非使用者。

进一步地，步骤S1中，虹膜图像分类时，将虹膜图像分为左眼虹膜、右眼虹膜和左右眼虹膜组合三类。

进一步地，步骤S2中，特定的验证顺序为根据虹膜图像分类与验证次数形成的排列。

进一步地，步骤S2中，设定特定的验证顺序后，还包括确认或修改的步骤：装置语音提示使用者是否确认并记牢特定的验证顺序，如果是，则结束，如果否，则进入修改设定验证模式，重新设定，直至确认设定特定的验证顺序。

进一步地，步骤S3中，如果待验证者选择验证模式的错误操作次数超过设定的次数，装置会发出报警。

进一步地，步骤S4中，根据验证模式采集待验证者的虹膜图像时，若为单次验证模式，单次采集后即进入特征对比步骤；若为多次验证模式，则根据特定的验证顺序进行多次采集，多次采集后即进入特征对比步骤。

作为优选，步骤S4中，多次采集时，装置发出采集次数提示音，引导待验证者按提示音完成采集。

进一步地，步骤S5中，选择多次验证模式时，使用者可选择设置统一对比模式或依次采集对比模式；统一对比模式，当所有的虹膜图像采集完成时，统一对采集到的虹膜图像进行对比，并确认是否与数据库中存储的虹膜图像完全相同，若相同，通过验证，若不同，验证终止；依次采集对比模式，每当采集到虹膜图像时，立即开始对比，并确认是否与数据库中存储的虹膜图像相同，若不同，验证终止。

本发明所采用的另一种技术方案是：一种提高虹膜识别安全性的虹膜识别装置，采用以上所述的提高虹膜识别安全性的虹膜识别方法进行虹膜识别，所述虹膜识别装置包括：

数据存储单元，用于存储使用者的虹膜图像及验证模式，形成数据库；

图像采集单元，用于收集使用者的虹膜图像和采集待验证者的虹膜图像；

特征对比单元，用于对比待验证者的虹膜图像与数据库中存储的虹膜图像；

人工操作单元，用于使用者设定验证模式，或待验证者选择验证模式；

声光显示单元，用于验证过程中的声音提示和验证失败时的声光报警。

本发明还提供一种保密系统，包括以上所述的虹膜识别装置。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明利用虹膜的左右眼属性，将虹膜图像分为左眼虹膜、右眼虹膜和左右眼虹膜组合三类，构成特有的单次验证模式和多次验证模式，并根据虹膜图像分类与验证次数形成的排列形成特定的验证顺序，大大提高虹膜识别的安全性，值得推广。

附图说明

图1是本发明一种提高虹膜识别安全性的方法的流程示意图。

图2是本发明一种提高虹膜识别安全性的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

需要说明的是，下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。

为方便理解，现将使用者、非使用者和待验证者进行如下定义：

使用者，即该装置或系统的拥有者，具有该装置或系统的所有权限。

非使用者，即被该装置或系统的拥有者判定为不拥有权限的人。

待验证者，即正准备通过验证手段具有该装置或系统权限的人，有可能是使用者或非使用者。

实施例1

如图1所示，一种提高虹膜识别安全性的方法，包括如下步骤：

S1.虹膜录入：收集使用者的虹膜图像，添加左右眼属性，并将虹膜图像分类，存储在数据库中。

将虹膜图像分为左眼虹膜、右眼虹膜和左右眼虹膜组合三类。判断左、右虹膜时，除了通过虹膜图像自身的特性，例如上睫毛的密集度等外，也可以通过检测两个虹膜的相对位置来确定并添加虹膜的左、右属性值。

左、右眼虹的组合形成三个属性参数，相对于传统的单一虹膜属性，增加了排列、组合的数量，也为后续的特定设定验证顺序提供了良好的基础。

S2.验证模式设置：使用者设定验证模式，验证模式分为单次验证模式和多次验证模式，选择多次验证模式时，还需设定特定的验证顺序。

单次验证模式，是指仅选择左眼虹膜、右眼虹膜、左右眼虹膜中的一种，作为验证媒介，验证一次，即完成验证。制得注意的是，单次验证模式是本发明中的一个特例，与普通的虹膜识别较为类似，对提高虹膜识别安全性的作用较小，适合较为私密、或是保密程度不高的场所使用。

多次验证模式，是指选择左眼虹膜、右眼虹膜、左右眼虹膜的一种或多种，作为验证媒介，验证多次，即完成验证。因为需要验证多次，所以就具有特定的验证顺序。

特定的验证顺序是根据虹膜图像分类与验证次数形成的排列。该排列可以是选排列或全排列，并可以重复排列。如果严格按照理论推断，验证的次数越多，安全性就越高，但是考虑到实际使用，通常将验证次数设置为3-5次。这样，既保证了识别的安全性，又兼顾了使用的方便性。

因为设定验证模式通常是使用者的个人行为，仅有使用者一个人在场，且包括特定的验证顺序，因此，设定特定的验证顺序后，还包括确认或修改的步骤。

设定特定的验证顺序后，装置语音提示使用者是否确认并记牢特定的验证顺序，如果是，则结束，如果否，则进入修改设定验证模式，重新设定，直至确认设定特定的验证顺序。

S3.验证模式选择：待验证者选择验证模式，若选择验证模式正确，继续验证；若选择验证模式错误，验证终止。

待验证者开始验证时，首先需要选择正确的验证模式。作为使用者，理应会选择正确的验证模式。如果待验证者选择验证模式的错误操作次数超过设定的次数，装置会发出报警。至于报警的方式，包括声光报警，以及触发网络，通知使用者或安保人员等。

S4.虹膜采集：根据验证模式采集待验证者的虹膜图像。

根据验证模式采集待验证者的虹膜图像时，若为单次验证模式，单次采集后即进入特征对比步骤；若为多次验证模式，则根据特定的验证顺序进行多次采集，多次采集后即进入特征对比步骤。

多次采集时，装置发出采集次数提示音，引导待验证者按提示音完成采集。制得注意的是，装置仅发出关于次数的提示音，而不是内容的提示音。因为待验证者有可能选择对了验证模式，却不知道真正的验证内容。因此，提示音的设置也能一定程度提高识别的安全性。

S5.特征对比：将采集到的待验证者的虹膜图像与数据库中存储的虹膜图像进行特征对比，两者相同时，则判定该待验证者为使用者，否则判定为非使用者。

选择多次验证模式时，使用者可选择设置统一对比模式或依次采集对比模式。

统一对比模式，是指当所有的虹膜图像采集完成时，统一对采集到的虹膜图像进行对比，并确认是否与数据库中存储的虹膜图像完全相同，若相同，通过验证，若不同，验证终止。

依次采集对比模式，每当采集到虹膜图像时，立即开始对比，并确认是否与数据库中存储的虹膜图像相同，若不同，验证终止。

实施例2

如图2所示，一种提高虹膜识别安全性的虹膜识别装置，包括：

数据存储单元，用于存储使用者的虹膜图像及验证模式，形成数据库；

图像采集单元，用于收集使用者的虹膜图像和采集待验证者的虹膜图像；

特征对比单元，用于对比待验证者的虹膜图像与数据库中存储的虹膜图像的特征；

人工操作单元，用于使用者设定验证模式，或待验证者选择验证模式；

声光显示单元，用于验证过程中的声音提示和验证失败时的声光报警。

所述虹膜识别装置的工作原理为：图像采集单元收集使用者的虹膜图像，添加左右眼属性，并将虹膜图像分类，存储在数据存储单元中；使用者通过人工操作单元设定验证模式，验证模式被存储在数据存储单元中；待验证者通过人工操作单元选择验证模式；声光显示单元发出声音提示待验证者操作，配合图像采集单元采集待验证者的虹膜图像并发送至特征对比单元；特征对比单元将待验证者的虹膜图像与数据存储单元中存储的虹膜图像进行特征对比，判定是否为使用者，若判定为非使用者，声光显示单元发出警报。在识别过程中，任一步骤发生错误，声光显示单元都将发出警报。

综上所述，采用本方法和装置的保密系统，相较于其它普通的保密系统，具有更高的安全性，值得推广。本方法和装置通用性强，可广泛应用于储存柜、门禁、私人空间等具有保密性质的系统内。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (9)

1.一种提高虹膜识别安全性的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.虹膜录入：收集使用者的虹膜图像，添加左右眼属性，并将虹膜图像分类，存储在数据库中；

S2.验证模式设置：使用者设定验证模式，验证模式分为单次验证模式和多次验证模式，选择多次验证模式时，还需设定特定的验证顺序；

S3.验证模式选择：待验证者选择验证模式，若选择验证模式正确，继续验证；若选择验证模式错误，验证终止；

S4.虹膜采集：根据验证模式采集待验证者的虹膜图像；

S5.特征对比：将采集到的待验证者的虹膜图像与数据库中存储的虹膜图像进行特征对比，两者相同时，则判定该待验证者为使用者，否则判定为非使用者。

2.如权利要求1所述的一种提高虹膜识别安全性的方法，其特征在于，步骤S1中，虹膜图像分类时，将虹膜图像分为左眼虹膜、右眼虹膜和左右眼虹膜组合三类。

3.如权利要求1所述的一种提高虹膜识别安全性的方法，其特征在于，步骤S2中，特定的验证顺序为根据虹膜图像分类与验证次数形成的排列。

4.如权利要求3所述的一种提高虹膜识别安全性的方法，其特征在于，步骤S2中，设定特定的验证顺序后，还包括确认或修改的步骤：装置语音提示使用者是否确认并记牢特定的验证顺序，如果是，则结束，如果否，则进入修改设定验证模式，重新设定，直至确认设定特定的验证顺序。

5.如权利要求1所述的一种提高虹膜识别安全性的方法，其特征在于，步骤S3中，如果待验证者选择验证模式的错误操作次数超过设定的次数，装置会发出报警。

6.如权利要求1所述的一种提高虹膜识别安全性的方法，其特征在于，步骤S4中，根据验证模式采集待验证者的虹膜图像时，若为单次验证模式，单次采集后即进入特征对比步骤；若为多次验证模式，则根据特定的验证顺序进行多次采集，多次采集后即进入特征对比步骤。

7.如权利要求6所述的一种提高虹膜识别安全性的方法，其特征在于，步骤S4中，多次采集时，装置发出采集次数提示音，引导待验证者按提示音完成采集。

8.如权利要求1所述的一种提高虹膜识别安全性的方法，其特征在于，步骤S5中，选择多次验证模式时，使用者可选择设置统一对比模式或依次采集对比模式；

统一对比模式，当所有的虹膜图像采集完成时，统一对采集到的虹膜图像进行对比，并确认是否与数据库中存储的虹膜图像完全相同，若相同，通过验证，若不同，验证终止；

依次采集对比模式，每当采集到虹膜图像时，立即开始对比，并确认是否与数据库中存储的虹膜图像相同，若不同，验证终止。

9.一种提高虹膜识别安全性的虹膜识别装置，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的一种提高虹膜识别安全性的方法进行虹膜识别，所述虹膜识别装置包括：

数据存储单元，用于存储使用者的虹膜图像及验证模式，形成数据库；

图像采集单元，用于收集使用者的虹膜图像和采集待验证者的虹膜图像；

特征对比单元，用于对比待验证者的虹膜图像与数据库中存储的虹膜图像；

人工操作单元，用于使用者设定验证模式，或待验证者选择验证模式；

声光显示单元，用于验证过程中的声音提示和验证失败时的声光报警。