虹膜识别在当今个人身份认证工作中起到至关重要的作用,而虹膜定位是虹膜识别技术中的关键一环,虹膜识别的过程依赖于定位阶段选定的虹膜内外边界,优秀的虹膜定位算法能有效提升识别阶段的准确率,对虹膜识别技术有重大的价值。本论文的选题便来自于实际场景中的虹膜定位问题,旨在解决实际行人照片中的人眼虹膜定位问题,实际场景下的光照、遮挡、行人人脸姿态和眼部状态等因素会对虹膜定位算法的鲁棒性造成挑战,使得一些常用的虹膜定位算法在现实中的应用存在阻碍。为解决上述问题,本论文提出了一种基于人脸关键点定位的虹膜定位算法,其中人脸关键点的定位结合了人脸姿态和属性标签等信息,有效提高了关键点定位模型的鲁棒性,再结合关键点定位信息进行虹膜定位,有效克服了传统方法中计算阈值的设定,图像噪声的干扰等因素对算法性能所带来的影响,本论文算法具有一定的准确性和鲁棒性。本文的主要工作在于:1.本论文针对实际的工程项目进行了分析与设计,该工程项目旨在对行人照片中的人脸进行人脸检测、虹膜定位、人脸三维重建、人脸三维姿态估计等任务,本论文重点解决了其中的虹膜定位任务,并且设计了一种基于人脸关键点定位的虹膜定位技术方案,该方案在完成虹膜定位的同时,能够输出中间结果:人脸关键点定位信息,此信息能够辅助项目中的人脸三维姿态估计任务,算法的设计对项目的整体具有重要的工程意义。2.自行收集人脸图像并标注,构建了24点特征点人脸数据集,标签包括人脸关键点坐标,人脸姿态角度,人脸属性,虹膜区域等。在以上数据集的基础上,工程化了一种基于级联网络的人脸关键点定位算法,解决了关键点定位任务中不同五官定位难度不同的不平衡问题,通过级联结构依次对人脸进行粗定位和眼部区域进行精定位,并将实验结果与其他相关算法进行了比较。3.本文提出了一种基于人脸姿态和属性标签的人脸关键点定位算法。该算法采用全卷积网络作为主体网络,改进了全卷积网络从关键点热图得到关键点坐标过程中的缺陷,并创新性地提出了一种基于人脸姿态和属性标签的损失函数来进行网络的训练,使得网络更能够关注到姿态大、表情夸张的难检样本。在数据集上的大量实验表明,本算法在控制模型大小的同时能有效保证模型的准确性,具有较大的实际应用价值。4.本文提出了一种基于改进Daugman算法的虹膜定位算法,分析了原Daugman算法的缺陷,使用人脸关键点位置作为先验信息辅助虹膜定位,并提出一种改进的虹膜图像预处理算法以消除虹膜中的镜面反射,提升了虹膜定位的准确性。在数据集上的大量实验表明,本算法具有一定的鲁棒性和泛用性能。