大型饲养动物个体虹膜识别技术 及应用研究孙胜楠东南大学系统工程研究所2010年1月23日1Institute of Systems Engineering概要n选题背景n国内外研究现状n主要研究内容n现有研究基础2Institute of Systems Engineeringn生物识别技术的研究及广泛应用n生理特征：人脸、虹膜、指纹、掌纹n行为特征：步态、笔记n饲养动物管理中有效标识手段的缺失n当前标识技术：耳标等物理技术n生物技术：DNA，视网膜，虹膜Institute of Systems Engineering3选题背景Institute of Systems Engineering4不同生物技术的对比来源：吉林大学李志慧博士论文，2007年n虹膜识别技术n虹膜技术的应用Institute of Systems Engineering5国内外研究现状Institute of Systems Engineering6虹膜识别技术步骤n虹膜定位算法n积分微分算子法：Daugman、何家峰等基于积分微分算子法或其改进基础上实现虹膜定位，算法运行时间较长；nHough圆检测法：Wildes，Tisse等基于Hough变换实现虹膜定位，具有较大的时间和空间复杂度；马力等利用分布定位思想，先确定瞳孔位置，受利用Canny算子和Hough变换来实现定位；叶学义，张鹏飞、苑玮琦等做了进一步改进。nActive Contour算法：Daugman采用主动轮廓线算法实现虹膜的精确定位。Institute of Systems Engineering7虹膜识别技术n虹膜纹理特征提取和表达方法n基于Gabor滤波：Daugman利用Gabor小波的局部方向选择性 ，根据复数的实部和虚部信息编码虹膜相位特征；马力等利 用多通道Gabor滤波器进行子带纹理分析描述虹膜特征；于力 等利用多通道Gabor滤波器进行子带局部点特征描述虹膜特征 ；谭铁牛等通过统计Gabor或小波等多通道滤波器的各个子带 的幅值均值和方差作为虹膜特征；Horapong、Chou等利用 LOG或Dog的多尺度空间纹理边缘信息作为虹膜特征。n基于过零点检测：Boles根据小波过零点的稳定性，选取特定 小波子带的过零点表示虹膜特征n基于高斯-拉普拉斯金字塔：Wildes利用虹膜的Laplacian塔形 分解抽取虹膜特征。Institute of Systems Engineering8虹膜识别技术Institute of Systems Engineering9n虹膜纹理特征提取和表达方法n基于2D Fourier变换：Kazuyuki、施鹏飞等利用2D Fourier变 化获取相位特征表示；nPCA或ICA：黄雅平、罗四维等利用主成分（PCA）或独立成 分分析（ICA）获取虹膜特征向量的主要部分，作为虹膜特征 表示；n基于局部特征点：于力、Krichen等提取局部点特征表示虹膜 特征；n虹膜识别技术Institute of Systems Engineering10n虹膜分类和特征匹配方法n最小距离分类器：Hamming距离利用特征编码位的异或运算 获取不同样本的距离；Euclidean距离利用向量间的Euclidean 距离，获取向量间距离。n线性相关函数判断两个特征向量的相关性，统计类内与类间 的相关程度进行分类判决；n样本空间最优划分方法根据多类样本特征向量的空间最优分 割，获取分类超平面，实现类别划分，如支持向量机SVM以训 练误差作为优化问题的约束条件，以置信范围值最小为优化 目标，获取虹膜特征的最优支持空间分割；Fisher线性判别方 法使投影后的模式样本的类间散度矩阵最大而类内散度矩阵 最小。虹膜识别技术Institute of Systems Engineering11虹膜识别技术的应用n人虹膜识别的应用n监狱、煤矿、银行n动物虹膜识别的应用n赛马的鉴别分析（日本）n动物个体管理（项目组）n肉食品溯源管理（项目组）Institute of Systems Engineering12主要研究内容1、虹膜识别技术及应用的国内外研究现状分析3、虹 膜定 位及 归一 化方 法研 究4、虹 膜纹 理特 征提 取和 匹配 方法 研究5、基于动物虹膜编码的肉食品供应链管理2、理论基础n虹膜定位和归一化方法n基于改进Sobel算子的虹膜定位方法；n基于主动轮廓的虹膜定位算法；n虹膜形状和尺度的极坐标归一化法；n虹膜旋转和漂移的归一法。n虹膜纹理特征提取和分类匹配方法n基于Gabor滤波的虹膜特征提取方法（统计分析法）；n基于2DPCA的虹膜特征提取方法（统计分析法）；n基于Kernel的非线性特征提取方法（鉴别分析法）；nHamming/ Euclidean距离法；nFisher判别。Institute of Systems Engineering13主要研究内容Institute of Systems Engineering14主要研究内容n基于动物虹膜编码的肉食品供应链管理研究n动物个体管理体系（个体标识）；n基于虹膜编码的肉食品追溯体系Institute of Systems Engineering15现有研究基础nLindu Zhao, Shengnan Sun, Qiang Kong, Xiaoqiang Wang. Food traceability system based on iris recognition middleware. ICIC Express Letter. Vol.3, no.4(B), pp:1251-1256 nLindu Zhao, Shengnan Sun, Xiaoqiang Wang. Tracking and Traceability System using Livestock Iris Code in Meat Supply Chain. International Journal of Innovative Computing, Information and ControlnShengnan Sun, Lindu Zhao, Qiang Kong, Xiaoqiang Wang, Menglu Zhang. Quality Control of Meat Supply Chain Based on Iris Recognition. 4th international conference on innovative computing, information and controlnQiang Kong, Lindu Zhao, Shengnan Sun, Xiaoqiang Wang, Menglu Zhang. Safety Control of Meat Supply Chain: A Case Study of SUTAI Pigs. 4th international conference on innovative computing, information and controlInstitute of Systems Engineering16