前言
随着计算机、网络与通信等技术的发展，人们的活动范围不断扩大，用到身份认证的地方越来越多，对身份识别系统提出了更高的要求：高准确性、高安全性以及实用性。传统的身份识别方法无法实现身份的快速自动识别且不能保证识别的准确性，已无法适应目前对身份鉴别的要求。基于生物特征的身份识别技术能够确保“人证合一”，便于组成身份自动识别系统，且可靠性高，这为身份识别提供了一种有效的解决方案。
近年来，生物特征识别受到各个国家和诸多领域的关注，该技术采用人本身具有的生理特征和行为特征作为身份标识，已成为未来身份鉴别的发展趋势。虹膜识别作为其中最为重要的一种生物特征识别技术备受关注，相关理论和技术得到了迅猛发展。
通过虹膜识别人的应用最早出现于1887年，利用虹膜的颜色特征区分人，并不是真正意义上的虹膜识别。1988年生物学家给出了可以利用虹膜进行人的身份鉴别的医学解释，他们认为人的虹膜形成过程与胚胎时期的母体环境有关，母体环境的随机性导致了虹膜纹理存在差异，这一差异可以用来鉴别人。研究表明：即使面貌相似的双胞胎也具有不同的虹膜特征，甚至同一人的左、右眼虹膜图像也不一样。虹膜的长久稳定性和难以伪造性也是优于其他生物特征的优良特性，从而确立了虹膜在身份认证领域的重要地位。
真正的虹膜识别系统则是出现在1993年，这一年剑桥大学的JohnDaugman博士提出了采用Gabor滤波器提取虹膜纹理特征的方法，实现了第一个虹膜识别系统，并且在希思罗机场进行了大量数据测试，结果表明虹膜识别系统具有极小的错误识别率，在实际应用中验证了虹膜具有的唯一性。RichardP.Wildes提出并实现了一套基于图像匹配相关性的虹膜识别系统，对虹膜图像的比对、认证和识别进行了测试，结果也表明虹膜具有适合作为身份标识的良好特性。
由于虹膜识别在医疗、安防、航空安全、信息安全等方面具有性能优势，许多国家都开展了虹膜识别应用研究。虹膜识别要求采集设备具有较高的图像灰度分辨率，因此价格较高，无形中提高了虹膜识别研究和应用的门槛。中国科学院自动化研究所等一些科研机构共享了大量的虹膜图像数据，为从事虹膜识别理论研究创造了必要的基础条件，许多高等院校、科研院所、创业公司加入这一研究领域，采用现有的虹膜数据进行理论研究和实验验证，取得了许多可喜的研究成果。随着虹膜采集设备价格降低和硬件技术成熟，虹膜识别在实用性和市场拓展方面的研究已全面展开。
虹膜识别和其他生物识别技术一样，具有人证不分离的特性，可以进行人员的跟踪，特别是在反恐方面，虹膜识别能进行准确的身份鉴别，通过在个人护照或者身份证件中加入生物特征数据，能够有效地对恐怖分子实现跟踪。虹膜识别是维护国家安全、社会稳定、金融安全、航空安全的重要技术手段。
国际和国内许多会议都很关注生物识别技术研究进展，经常举办相关识别算法竞赛，为研究者提供展示研究成果和交流的机会。竞赛算法测评内容包括算法的分类正确率、等错率等性能指标，也会对不同算法的时间复杂度和空间复杂度等重要指标进行比对，结果表明，许多参赛队提交的识别算法在适应性方面越来越好，促进和推动了虹膜识别的理论成熟和应用研发。
本书逻辑清楚、内容翔实具体，共包括13章，具体内容为：第1章全面概述生物识别技术发展现状，并对典型的生物识别技术进行原理介绍和性能分析；第2章对虹膜识别进行概述；第3章介绍虹膜图像的采集及供算法研究使用的虹膜图像数据库；第4章介绍虹膜边界定位；第5章介绍边缘点的选择及在极坐标下进行边界定位的算法改进；第6章介绍虹膜区域干扰的检测方法；第7章介绍虹膜区域的规范化方法；第8章介绍虹膜特征提取的算法；第9章介绍特征匹配算法，并通过实验分析影响虹膜正确分类的一些因素；第10章介绍虹膜识别性能改善的措施，通过特征选择和分类器增强提高虹膜识别率，通过双目虹膜识别提高可靠性和减少匹配的比较次数；第11章介绍虹膜图像评价方法，以及活体检测和隐形眼镜检测的方法；第12章介绍多生物特征识别技术；第13章介绍了一些典型的行业解决方案。
本书得到了山西天地科技有限公司在相关算法测试方面的技术支持。全书的主要内容是基于作者完成北京市教育委员会科技计划资助项目取得的主要研究成果，同时参考了同行学者的部分研究成果，紧紧围绕虹膜识别，系统介绍了虹膜识别各组成部分的原理及其算法，并通过直观的实验结果进行了正确性验证，对读者了解生物特征识别方面的基础知识和学习虹膜识别相关算法有极大的帮助。本书可作为学生学习和从事相关领域研究工作的基础教材及参考。
由于笔者水平和学识有限，疏漏和不足之处在所难免，恳请专家和学者批评指正。
田启川
2017年5月
于北京建筑大学
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