Internati o nal  Journal of Ele c trical   and Computer  Engineering  (IJE CE)  V o l.  6, N o . 4 ,  A ugu st  2016 , pp . 16 37 ~ 1 646  I S SN : 208 8-8 7 0 8 D O I :  10.115 91 /ij ece.v6 i 4.9 756          1 637     Jo urn a l  h o me pa ge : h ttp ://iaesjo u r na l.com/ o n lin e/ind e x.ph p / IJECE  Accurat e  I r is L o cali zation Us ing Edge Map Generation and  Adaptive Circular Hough Tran s f o rm  for Less  Constrain e d   Iris Images       Vineet Kum a r ,  Abhijit As ati, Anu  Gup t    Departm e nt  of   Ele c tri cal  and  E l ectron i cs  Eng i ne ering,  Birla Institute of  Techno lo g y  and Sc ien c e   Pilani,     Pilani-333031 , I ndia      Article Info    A B STRAC Article histo r y:  Received Dec 27, 2015  Rev i sed   Ap r 6, 20 16  Accepted Apr 21, 2016      This  paper prop os es  an accur a t e   iris  loc a li zat ion  algorithm  for th e  iris  im ages   acquir e d under   near inf r ared  (NIR) illum i nation s  and having n o ise due  to   ey el ids, ey elash e s, light ing refl ecti ons, non-unif o rm  illum i nation ,  ey egl a sses  and e y ebrow hai r  etc. Th e two m a in contributio ns  in the paper are an edg e   map generation  techniqu e for pupil bounda r y  detection and  an adaptive  circu l ar Hough  transform (CHT) algor ithm for limbic boundar y  detectio n ,   which not  onl m a ke the  ir is  lo cal iza tion  m o re  accur a t e  but  fas t er a l s o The   edge map for pupil boundar y  d e tection is  gen e r a ted on in tersection (logical  AND) of two bi nar y   edge maps obtai n e d using thresholding, morphological  operations and  Sobel edge d e tection ,   which res u lts in m i nim a false edg e caused b y   the  noise. Th e ad aptive  CHT  algo rithm for limbic boundar y   dete ction s e arch es  for a s e t of  t w o arcs  in an  i m a ge ins t ead  of  a full  cir c le   that counters ir is-occlusions b y   the ey elids  and  ey elashes. Th e pr oposed CHT  and adap tiv e C H T implementations fo r pupil  an d limbic bound ar y  d e tection   res p ect ivel y us e  a two-dim e ns io nal a ccum u lato r  arra y th at r e du ces  m e m o r y   requirem e nts.  T h e proposed alg o rithm  gives the accu rac i es of  99.7% and  99.38% for the challenging CASIA-Iris- Thousand (version 4.0) and CASI A- Iris - Lam p  (vers i on 3.0) databas e s  res p ectiv el y.  The aver age ti m e  cos t  per  image is 905 m s ec.  The propos ed algo rith m is  compared with  the prev ious  work and shows  better r e sults. Keyword:  Cir c u l ar  Ho ugh   tr an sf or m   Ed ge m a p ge n e rat i o n   Iris l o calization    Iris recogn itio   Iris se gm entation    Copyright ©  201 6 Institut e  o f   Ad vanced  Engin eer ing and S c i e nce.  All rights re se rve d Co rresp ond i ng  Autho r Vineet Kum a r,     Depa rt m e nt  of  El ect ri cal  and   El ect roni cs  E n gi nee r i n g,   Birla In stitu te  o f  Techno log y   an d Scien c e Pi lan i   Pilan i - 333 031 , In d i a.  Em a il: v i n eet@p ilan i .b its-p ilan i .ac.in       1.   INTRODUCTION  Iris rec o gnition [1]-[3] is ac cepted as  one of the m o st ac curate bi om etr i c technologie s to identify   i ndi vi dual s  an has a p pl i cat ions  i n  m a ny  di st i n ct  d o m a i n s suc h  as  b o r de r-c ont rol  se r v i ces, l a w  en fo rc em ent ,   secure tra n sact ions and payments, cust om er  authentica tion, social-m edia  forum s s m art  devices , pri v ac y and  d a ta pro t ection etc. Th e iris seg m en tatio n  is an  im p o r ta n t   stag e in  an  iris recogn itio n  sy ste m , wh ich  m a in l y   d eals  with  l o calizin g  iris’s i n n e r and   ou ter bo und aries (i .e. iris l o calizatio n) in th e captu red  iris im ag e. Th highly accurat e  iris recognit i on system s de m a nd for th e  iris im ages c a ptured  unde r const r aine d imaging  envi ro nm ent s  and  wi t h  su b j e c t s ’ ful l  co op er at i on [ 4 ] .  H o wev e r, th is restri cts th e rang e of do m a in s wh ere th iris recognition can  be applied. The  iris localization with high accuracy  can be ac hieved in the c o nstraine iris reco gn itio n syste m s, bu t it is ch alleng ing   to  g e t accura te  iris lo calizatio n  in th e less con s train e d   system s.    The less constraine d (noisy) iris images (Figure  1 ( b ))  m a y  cont ai n refl ect i ons ca us ed by  a l i ght   so urce and  non-un ifo r m  il lu min a tio n  caused   b y  th e p o s ition an d  ang l e of th e lig h t  sou r ce w h ile acq u i ring  th Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  I J ECE   Vo l. 6 ,  N o . 4 ,  Au gu st 2 016    16 37  –  1 646  1 638 im ages. T h other  non-ideal  issues  in the  noisy i r is  im a g es a r hea v y iris-occlusi o ns by t h e eyelids  a nd  eyelashes, eyeglasses, low c ont rast,  and e y ebrow  hair etc. [5]. More ov er, th e iris imag es m a y  h a ve n o n - fro n t al v i ew  wh en   u s er is no lo ok ing  ahead   to ward s t h e ca mera. The iris  im ages capture d using nea r  infra red  (NIR) illu m i n a to rs are preferred  ov er v i si b l e wav e len g t h   (VW) im ag es as th eir irises  rev eal rich  and  co m p lex   f eatu r es [2 ], [6 ].  Th er efo r e,  mo st of  th e stand a rd  ir is   dat a b a ses avai l a bl on t h e i n ternet  are the  NIR i m ages  [4] .  Fi gu re 1 s h o w s t h e sam p l e  im ages from  t w o di ffe rent   NIR   dat a bases;  whe r e Fi g u re  1(a )  i s  a m o re cl ose- up i r is im age a s  com p ared t o   Figure  1(b). It  is easier to  lo calize iris in  Fig u re  1 ( a) as it h a b i gg er  pu pil and  iris reg i on with  a lesser surrou nd ing  ar ea, as  com p ared to  Figure  1(b).           (a)                                                 ( b )     Fi gu re 1.   (a )   I r i s im age fr om  C A SI A- Iri s - I n t e rval ,  ve rsi o 3. 0;  ( b )   Less  c onst r ai ne d   iris  i m ag e fro m  C A SIA- I r i s-Thou sand , v e r s i o 4.0      Th e earlier i r is reco gn itio n system s are typ i ca lly b a sed   on   Daug man s [1 ] an W i l d es’ [2 al go ri t h m s , whi c h use i n t e g r o - di f f ere n t i a l  op erat or  (I DO ) a nd ci rc ul ar  Ho ug h t r a n sf orm  (C HT ) res p ect i v el y   to  lo calize irises. Howev e r, t h eir iris lo cali zatio n  algo rithm s  wo rk   u n d e r v e ry con t ro lled  env i ron m en ts and  they do  not  perform  very accurately  while de aling with  the  noisy  im ages  [6]. S o m e  recent  m e thods t o  localize  ir ises in  no isy N I R an d   VW  imag es ar e d e scr i b e d  in  [5 ], [7]- [ 9 ] and  [10 ]-[ 12 ] r e sp ectiv ely.  H o u g h  tr ansf or (HT) b a sed  iri s  lo calizatio n  alg o rith m s  consider the iris as  a circular ri ng an d  th e C H is u s ed  to   d e tect th circles as illu st rated  i n  [7 ],[10],[12 ].     Th e literature rev i ew  rev eals t h at th e ex isting  iris  lo calizatio n   algo rith m s  for th NIR imag es  d e tect  th e p u p il u s ing  eith er in tensity th resh o l d i n g   [13 ] ,[ 1 4 ]  o r  ed ge det ect i on  base d seg m ent a t i on t echni que s   [7 ],[15 ] ,[16 ]. In  th e CHT b a sed  al g o rith m s , first  op tim a l  edge m a ps of the iris im age are  ge nerate d tha t   contain m i nimal false edges,  so that t h e iris  circles can  be detected  acc urately  and  efficiently as dem o nstrate d   i n  [7]  an d [ 1 5 ] . The ge nerat i ng  opt i m al  ed ge m a ps ge t m o re challengi ng if t h e im ages are noisy such as   C A SI A- Iri s - T h ous an d,  versi o n 4 . (C IT HV 4)  dat a base  [1 7]  im ages. The  noi sy  i m ages  are fi rst   pre p r o cesse d   t o  rem ove  t h noi se  su ch  as l i ght i n refl ect i ons n o n - u n i f o r m  i l l u m i nat i on a n d l o w c o n t rast  as  desc ri b e d i n   [6]-[9], which im proves  the  accuracy a n d t i m e  perform a nce of the  ir is l o calization. T h e im age inpa inting  t echni q u es a r e  used  fo r re m ovi ng t h e l i ght i n g re fl ect i on s p ot s o f  t h e i r i s  i m ages and t h e hi s t og ram   eq u a lization  is u s ed  fo r com p en satin g  the n o n - un ifor m illu min a tio n   an d  low con t rast [7 ]. For th e iris  l o cal i zat i on i n   noi sy  N I R  i m ages f r om  C I THV 4  dat a base,   W a n g  et  al . [ 7 ]  pr o pose d  a n  i npai n t i n g t e c hni que  base d o n  Na vi er-St oke s eq ua t i ons t o  rem o v e  t h e l i ght i ng  r e fl ect i on s pot s  and P r o b a b l e  bo u nda ry  (P b)  edge   d e tectio n op erato r  t o  co un ter th n on-un ifo r m   illu m i n a tio n .     In  t h is  p a p e r,  th e pro p o s ed  i r is lo calizatio n alg o rithm  has advanta g es t h at it eliminates the im age  pre p r o cessi ng  st eps suc h  as  i npai n t i n g t o  rem ove refl ect i ons an d m e t h o d s t o  com p en sat e  no n - u n i f orm   illu m i n a tio n ,  bu t still  red u ces th e false ed ges cau sed  b y   d i fferen t  typ e s o f  no ise v e ry  sig n i fican tly. In  th pr o pose d  al g o r i t h m ,  t h e edge  m a p fo r p upi l   bo u nda ry  det e ct i on i s  o b t a i n ed by  com b i n i ng t w di ffe re nt  ed ge  map s  u s i n g in t e rsectio n op eratio n   o n  im ag es, wh ereas th p r ev iou s  i r is localizatio n  m e t h od s i n  t h e literatu re  are  not  base d  o n  c o m b i n i n g t w o  o r  m o r e  ed ge m a ps i n  a  si n g l e  e d ge m a p.  Havi ng   det ect ed t h e p u p i l   bo u nda ry  usi n g C H T, t h p r o p o sed a d apt i ve C H T i s  us ed t o  det ect  t h e l i m b i c  bou nda ry  (i ri s’s  out e r   bounda ry). The proposed a d aptive CH T de tects arcs in the im age as th e  eyelids and e y elashes occl ude the   l i m b i c  bou nda ry , w h ereas t h e pre v i o us C H T base d i r i s  lo calizatio n  m e th od s search  fo r a fu ll circle. The  p r op o s ed  al g o rith m  targ ets fron tal v i ew,  bu t no isy NI im ages (Figure 1(b))  ha ving non-ideal iss u es as   di scuss e bef o re. T o  e v al uat e  t h e pe rf orm a nce  of t h e p r op ose d  al g o r i t h m ,  t h e chal l e ngi ng C I T H V 4  an d   C A SI A- Iri s - La m p , ver. 3. 0 ( C ILV 3 ) i r i s  da t a bases [ 17]  w e re use d . T h e ob ject i v of t h e wor k  p r ese n t e d i n   this pa per is to  ove rc om e the const r aints i n  ac hi eving highly accurate biom etric iris rec o gni tion.  The rest  o f  t h e pape r i s  org a ni zed as f o l l o ws. Sect i o n 2  descri bes t h pr o pose d  al g o r i t h m  and i t s   im pl em ent a t i o n, w h ere a s sect i on 3 di sc uss e s t h e perf ormance evaluati on res u lts  and the com p arison with  ot he r m e t hods.  Sect i o n  4  co nc l udes  t h w o r k   i n  t h pa per .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8       Accur a t e  Iri s  L o cal i z at i o n  Usi n g  E dge  Ma Gene rat i o a n d  A d apt i ve C i r c ul ar  H o ug  .. .. ( V i n eet  K u m a r)   1 639 2.   THE PR OPO S ED I R IS  LO CALIZ ATIO ALGO RIT H M   The  pr op ose d   al go ri t h m  achieves i r i s  l o cal i zat i on f o r th NIR im ag es in  two   phases: Phase  1) Pupil   bo u nda ry   det ect i on,  an Pha s e 2 )  Li m b i c  b o u n d ary   det ect i on.  T h e eac pha se c onsi s t s   of  t w pr ocess  st ep s ,   whi c h are e d g e   m a p ge nerat i on  fr om  i r i s  im age an d ci rcl e  det ect i on i n   t h e ed ge m a p. The  goal   of t h e edg e   map generation is to  pre p are   appropriat e input for C H T s o   that the iris ci rcles can be  det ected accurately and  rapi dl y .  The o r i g i n al  i r i s  im age of si ze 6 4 0 ×4 8 0  pi xel s  i s  scal ed do w n  t o  32 0×2 4 0  p i xel s  usi n g a scal i n g   fact or  o f   0. 5 t o  spee up  t h pr ocessi ng . T h e pr o p o s ed   algo rith m  is ap p l i e d   o n  th e scaled  iris im ag e and  the  o b t ain e d  ci rcle’s  p a ram e ters are m u ltip lied  by two   fo r m a p p in g  t h p a ram e ters in  t h o r i g in al iris im ag e.    2. 1.   Phase  1: P upil bound ar y de tection   Th e two   step in vo lv ed  in the pu p il  b oun d a ry d e tection  are th e ed g e  m a p   g e n e ration  an d th e C H fo r pu pi l   b o u n d ary  det ect i o n ,   w h i c a r e di sc usse d bel o w.     2. 1. 1.   E d ge m a p  ge n erati on    The i d ea  o f  ge nerat i n g a n   op t i m a l  edge m a p f o r  p u p i l  bo un da ry  det ect i on  rel i e s o n  c o m b i n i ng t w o   edge m a ps obt ai ned vi a t w o pat h s:  Pat h   1 i s  appl y i n g   in ten s ity th resho l din g  on  th e iris i m ag e to  seg m en t th p u p il reg i on   follo wed b y  t h ed g e  d e tection; an d Pat h   2  is app l yin g  th ed g e  d e tection on  th e in ten s ity iris  im age. Si nce b o t h  t h e ed ge m a ps obt ai ne d  vi a Pat h  1 an d Pat h  2 ha ve  pu pi l  cont ou r i n  com m on, t h ey  are  com b i n ed i n  a  si ngl e ed ge m a p usi ng t h e i n t e rsect i o n operation  (logical AND),  whic h minim i zes the false  edge s due t o   noise s u ch a s  e y elids, eyelashes and ligh tin g reflection s  etc. sign if icantly. The  proposed edge  map  g e n e ration  is illu strated with   h e lp   o f   Fig u re  2  and   Fig u re 3. Th e ed g e  m a p  in  Fi g u re  2 ( e) ob tai n ed   v i Path  1  ex clud es th e effect of  reflection s , bu t  co n t ain s  t h e ed g e s du e to  d a rk  illu m i n a tio n ,  wh ereas th ed ge  map  in  Fig u re  2 ( f)  o b t ain e d   usin g  Pat h  2  exclu d e s th e edges d u e  t o  d a rk   illu m i n a tio n ,  bu t con t ain s  th e ed g e due  t o  re fl ect i ons The r ef ore ,  t h e  i n t e rsect i o n  o p e r at i o n   o n  t h e t w o  ed ge  m a ps (Fi g u r 2(e )  a n d Fi gu r e  2 ( f ) )   rem o v e s th e effect o f   b o t h  reflectio n s  and  d a rk  illu m i n a tio n  as sh own  in   Fig u re 2 ( g). To  g e m o re adv a n t ag o u t   o f  th e i n tersectio n   op eratio n in   redu ci n g  th e false  edge s, the t w o m o rphological ope r ations  are  also  us e d   in  Path 1.             Fi gu re  2.  Ed ge  m a p gene rat i o fo pu pi l  b o u nda ry   det ect i on:  (a Iri s i m age ( 3 2 0 × 2 4 0 )  f r o m  C I THV 4 ;  ( b )   Gaus sian sm oothed i r is im age ( σ  =1 .0 , k = 5);  (c) Bi n a ry im a g e after ap p l yi n g  in tensity th resho l d i ng   on  (b );  (d) Clean ed   b i n a ry im ag e ob tain ed   fro m  (c)  u s ing   ho le fillin g fo llowed b y  i m ag e op en i n g   (se=‘d isk’, k=7 ) (e)  Ed ge i m age o b t a i n ed  aft e appl y i n g  S o bel  ed ge  det ect or   wi t h o u t  t h i nni n g   on  ( d );   (f ) E d ge i m age obt ai ned   aft e r a ppl y i n g   So bel  ed ge  det ect or  wi t h out  t h i n ni n g   on  ( b );  ( g Ed ge m a obt ai ne by  i n t e rsect i o n  (l ogi cal   AN D)  o p e r atio on  (e ) a n d  ( f ) ;  (h Iris im age with  p up il localizatio n  (sho wn   b y  wh ite circle) ob tain ed  after  appl y i n g  C H on  ( g )       The t w o m o rp hol ogi cal  o p er at i ons are a ppl i e d on t h e bi na ry im age in Figure 2(c) to  ge t the cleaned  bi na ry  i m age sho w n i n  Fi g u re  2( d ) ;  an d the objective of t h es e operations is   reducing t h e noise-size s o  t h a t  the   n o i se edg e s can   b e  avo i d e d  i n  t h e in tersectio n op eratio n,  wh ich  is illu st rated  later  u s i n g Figu re  3 .   First ,  a  ho le  fillin g  o p e ration   is app lied  on  th e b i n a ry  imag i n   Fi g u re 2 ( c)  t o  fill  th e wh ite do ts  in  th e pu p il reg i on   and  t h en t h e i m age ope ni ng  o p era t i on f o r bl ac ob ject usi n g a  st ruct uri n g el e m ent  of t y pe  d i sc [1 8]  i s  ap pl i e d t o   reduce the  size of t h e noise  due to ey elids, e y elashes and e y ebrow etc.  Fi gu re  2( d) s h o w s t h e cl ea ned  bi na ry   i m ag e in   wh ich  th e no ise  du e to  eyelid s and eyelash e h a b een co m p letely rem o v e d ,  bu t  if th e no ise  doesn ’t  rem ove com p letely, its size reduce s   becaus e  the  black re gions  of eyelids  along  with  eyelashes in the   bina ry   im age are not  solid  bounda ry com p act obje cts like the pupil and the im age  ope n ing operation rem oves  the  pi xel s  at  t h ei bo u nda ri es.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  I J ECE   Vo l. 6 ,  N o . 4 ,  Au gu st 2 016    16 37  –  1 646  1 640     Fi gu re  3.  Ed ge  m a p gene rat i o fo pu pi l  b o u nda ry   det ect i on:  (a Ideal  e d g e  m a p (im a ge 7)  t h at  c ont ai n s  p upi l   bo u nda ry  e dge s o n l y ;  (b ) E d g e  m a p (im a ge 7)  t h at  c ont ai n s  p upi l   b o u n d a r y  ed ges a s   wel l  as fal s e e d ges ;  t h im ages in (a ) a n d (b) are:  1. Iris im age from  CILV 3;   2.  Sm oot hed  i r i s  i m age;  3 .  B i na ry  i m age aft e r   t h res hol di n g   2;  4.  C l eane d   bi n a ry  i m age obt a i ned  fr om  3;  5.  Ed ge i m age o f  4;   6.  Ed ge i m age  of  2;   7.  Ed g e   map  ob tain ed   b y  in ter s ecti o n op er ation   on   5 and   6 ;  8.  Pup il lo calized  iris imag e ob tain ed   after ap p l ying   CHT  on  7 .       The ed ge i m age of t h e cl ea ne d bi nary  i m age, sh ow n i n  Fi g u re  2(e ) has t h e fal s e e dges  due t o  da r k   illu m i n a tio n  an d  eyeg lass fra m e , b u t  it co u l d  h a v e  contain e d  o t h e false ed g e s due to  th e eyelid s an eyelash e th at can  b e  rem o v e d  o r   m i n i mized   b y   th in tersectio n  o p e ration  as  illu strated  usin Figu re  3.   Figure 3 s h ows that the edge  im age of the cleaned  bi nary  im age (im a ge 5) co nt ai ns t h e fal s e edges   due t o  eyelids and eyelashe s,  but these  false edge s are  rem o v e d  co m p lete ly o r  p a rtially after th e in tersectio n   ope rat i o n as sh ow n i n  i m age 7. T h e i m age openi ng  o p erat i on  on the bi nary im age (im a g e  3) re duces the size  of the  noise due to the eyelids and eyelashe s and henc e ,  the re duce d  noi s e-size in  the cleaned bi nary image  (i m a ge 4) i s  not  sam e  as det ect ed by  t h e e dge  det ect i on  on t h e ori g i n al  i r i s  im age (im a ge 6 ) . T h ere f ore ,  t h in tersection  operatio n   on  th i m ag e 5  and  the i m ag e 6  avo i d s  th no ise-edg e s co m p letel y  o r   p a rtially. Fig u re  3 ( a) shows an   id eal situ atio n ,  wh ere th e in tersectio n   op erat ion rem oves the false edge s com p letely (im a ge 7),  but  t h e e dge  m a p i n  Fi g u r 3( b)  has  a  few  fa l s e ed ges al s o  ( i m a ge 7)     2. 1. 2.   CHT  for  pu pil bou n d a ry de tection   There a r e a num ber of differe n t approac h es that can   be t a ke n i n  t h e C H T i m pl em ent a t i on [1 8] -[ 2 0 ] .   To  m eet th e req u i rem e n t  o f   detectin g  a circl e  in  th e edg e   map  o f  iris imag e,  we  p r op ose an  im p l e m e n tatio technique  for  CHT that dete cts a si ngle strongest circle in an im age.   The pr op ose d  C H i m pl em ent a t i o n   descri bed i n  Al go ri t h m  1 uses  a 2-D acc um ul at or t o  st o r e v o t e s f o one  ra di us at  a t i m e whe r eas t h e st a nda r d   CHT  requ ires  a 3-D accu m u l ato r  t o  st o r e vo tes  for m u ltip le rad ii t h at resu lts in larg e sto r ag requ iremen ts  and l o n g  pr oce ssi ng t i m es [2 0] . At  al l  t h e edge  pi xel s  (a ,b), wh ich  are the wh ite p i x e ls in  th e ed g e  m a p ,  th vi rt ual  ci rcl e s are dra w n wi t h  di ffere nt  ra di i  usi n g Eq uat i o n  (1) .  A ci rcl e  wi t h  radi us  r  and ce nt er  (a ,b )  can be  descri bed  wi t h   param e t r i c  equ a t i ons  bel o w.      (1)    W h en  an g l e   θ   swee ps by  f u l l  36 deg r ees, t h e ci rcl e -p oi nt (x ,y ) l y i ng  on t h e pe ri m e t e r of t h e ci rcl e   are g e n e rated .   2 - D accu m u l ato r  array of size sam e  as  th e i m ag e is in itialized  to  zero.  Th e cells’  v a l u es in   th e arr a y ar e in cr em en ted   b y  on e ev er y ti me a cir c le passes thr oug th e cells; th p r o cess is know n as  accum u lator voting a s  shown in  Algor ithm 1. The  pea k  (m axim u m  va lue)  in t h e 2-D accum u lator array is   det e rm i n ed f o r  every   radi us.  The m a xim u m  am ong al l  the  peaks  gi ve s cent e r a n d r a di us  o f  t h d e t ect ed   circle. The  2-D accum u lator array after  voting is s h own in  Fig. 4  when  the CHT is applied on the e d ge m a of Fi gu re 2 ( g ) .  In Fi g u r e 4, t h e radi us  (r ) i s  equal  t o  t h p upil rad i u s ; th erefore, th e co ordin a tes o f  th peak  i n   the 2-D acc umulator array are  the  co ord i n a tes of th e pup il cen ter.        Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8       Accur a t e  Iri s  L o cal i z at i o n  Usi n g  E dge  Ma Gene rat i o a n d  A d apt i ve C i r c ul ar  H o ug  .. .. ( V i n eet  K u m a r)   1 641 A l go r i t h m  1.  C H T  f o r  pup i l  bo und a r y  de t e c t i o n u s i n g  2- ac c u m u lato r ar r a y       In p u t s :  E d g e   m a p of  i r i s   i m a g e ,   m i ni m u m  pu p i l  r a d i u s  ( r mi np ) an d   m axi m u m  pu p i l   r a d i u s   ( r ma x p )   Ou t p u t s:  pu pi l  c i r c l e  r a di us   ( r p )   a n d  c e nt er   c o o r d i na t e s  ( x p ,y p    1.     fo r  pu p i l _ r a di us = r mi np  :1 : r ma x p      do         / /   co m m e n t s    2.               A = z e r o s ( r o ws , c o l s )   ;                                     //   2 - a c c u m u l a t o r   o f                                                                                                            i r i s  i m a g e   s i z e     3 .           fo r  a l l   “wh i t e   p i xe l s  i n   ed g e  m a o f   i r i s   i m a g     do     4 .                   fo r    θ  =1   t o  3 6 0 o            do    5 .                         C a lc u l at (x ,y ) u s i n g  E q u a t i o n  ( 1 )     6 .                        if  ( x , y )  i s   i n   i m a g e  bo unds       do     7 .                         A ( x , y )   =   A ( x , y ) +1   ;                         //   A c c u mu l a t o r - v o t i n g                                                                                                           s t e p     8 .                        en d  if     9 .                   en d  f o r     1 0 .          en d  f o r    1 1           F i n d  m a x i m u m   v a lue   i n  A :        1 2 .                 M = A ( x , y )   ;                                        / / M   i s   m a x i mu v a l u e                                                                                                         i n   A     13 .              M a x_A r r a y ( p upi l _ r a d i u s ) = M   ;     14 .              X _ A r r a y ( pup i l _ r ad i u s ) = x   ;     15 .              Y _ A r r a y ( pup i l _ r ad i u s ) = y   ;    1 6   en d  f o r    17 .   Fi n d  m a xi m u m  i n   M a x_A r r a y :       18 .  M = M a x_A r r a y ( i nde x)                            / / M  i s   m a xi m u m   v a l u e                                                                                                      i n   M a x _ A r r a y                            1 9 .  r p   = i n d e x ;     x p  =  X_ A r r a y ( i n d e x ) ;                    y p  =  Y_ A r r a y ( i n d e x )    ;                               / /   E n d   o f   CHT   a l g o r i t h               2. 2.   Phase  2: Lim b ic bound ar detecti o n   The ce nt er  o f  t h pu pi l  ci rcl e   i s  use d  as  a n  i n put  i n   det ect i n g t h e l i m bi c bo un da ry  as s h o w n  i n  Fi g u r e   5.  The  ed ge m a gene rat i o n a n d  ada p t i v e C H fo r l i m bi c bo u nda ry   det ect i on a r di scus sed  bel o w.     2. 2. 1.   E d ge m a p  ge n erati on   The l i m bi c bo un da ry  det ect i o n  m a y  be h u r d l e d  by  t h e  ey el i d s, ey el ashes,  re fl ect i ons  a n d  l o w   cont rast bet w e e n the i r is and  sclera in t h e iri s  im ages  [5].  A s ubim a ge is extracted  fro m  th e iris im ag e u s ing  a  rectangle cente red at the  pupil  center as  s h o w n  i n   Fi g u re  5 ( a) a n d Fi gu re  5( b) . T h wi dt of  t h rect an gl e ( o r   subi m a ge) i s  t w i ce t h e m a xim u m  possi bl val u of t h e l i m b i c  boun da ry  radi u s  an d t h e  hei g ht  i s  hal f   of t h e   wi dt h .  T h e hei ght   of t h e rect a ngl e ca n be i n c r eased  f u rt he r i f  the iris-occlusion  by the eye lids and eyelashes is  n o t  m u ch . Th e size of th e rectan g l rem a in s  con s tan t   for all th e i m ag es fro m  a d a tab a se, bu t th e lo catio of  the recta ngle i n  the  im age change s as t h re ct angl e i s   p o si t i one usi n g t h e  p upi l  ce nt er.             Fi gu re  5.  Li m b i c  bo u nda ry   de t ect i on:  (a ) I r i s  im age ( 3 2 0 × 2 40 ) a f t e p upi l   bo u nda ry   det ect i on;  t h rect an gl i n  w h i t e  i n di ca t e s t h e si ze  of  s ubi m a ge t o   be  pr ocesse fo r l i m b i c  bo un da r y  det ect i on;   (b )  The  su bi m a ge   (130 ×65 )  ex t r acted  fro m  th e i r is im ag e u s ing th rectang l e in   (a);  (c)  Filtered  sub i m a g e  after app l yin g  a  med i an  filter  of size  9 × 9 on   (b ); t h e two   rect an g l es in   wh ite on  left and  ri gh t sid e s of t h p u p il are u s ed  t o   cove r t h e i r i s s  ve rt i cal  cont o u rs;   ( d Ed ge  m a p o b t a i n e d  after ap p l ying  So b e l edg e   d e tectio n   with ou t t h inn i ng   in  horizon tal d i rectio n in si d e  t h e two   rectangles in  (c ); (e) C i rcle d e tectio after ap p l ying  t h e ad ap tive C H on  ( d );  (f Iris l o calized im age ( 3 2 0 × 2 4 0 )       Figure  4. The  s u rf ace plot of  the 2-D  accum u lator array afte r voting is  over  cor r es po n d i n g t o   o n e ra di us   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  I J ECE   Vo l. 6 ,  N o . 4 ,  Au gu st 2 016    16 37  –  1 646  1 642 Th e su b i m a g e  in  Figu re  5 ( b )   is filtered  u s i n g  a m e d i an  filt er [2 1 ]  to  su ppress th n o i se  su ch  as th eyelash  h a ir an d   un ev en  p i xel in ten s ities with ou t d a m a g i ng  th e ed g e  stru cture. The u p p e r and / or lo wer  eyelid s o cclude th e iris in  the n o i sy iris i m ag es,  b u t  th vertical iris contours are alwa ys visible, which are   use d  f o det ect i ng t h e  l i m b i c  bo u nda ry . T h e  vert i cal  i r i s  c ont ou rs a r e co vere usi n g t w o rect a ngl es t h at  are  placed a s  s h own in  Figure  5(c). The  three sides of  eac h rectangle  touc th e s ubim a ge borders a n d the fourt h   side of each  rectangle is at  a distance of pupil radius (r p ) +  5  fro m  th e p upil cen ter. To   g e t th e ed g e   p i x e ls, th e   So bel  ed ge det ect i on wi t h o u t  t h i nni ng  o p er at i on i s  ap pl i e d i n  t h e t w r ect angl es i n   h o ri z ont al  ( x d i rect i o n   onl y .  Fi g u r e 5( d) s h o w s t h e e dge  pi xel s  t h at  are used  fo r t h e l i m b i c  bou nda ry  det ect i o n usi ng t h pr op ose d   adaptive  CHT.       2. 2. 2.   Ad apti ve  CH T for  limbic b o un dar y   detec t ion      A. R a dm an et  al . [2 2]  had  pr op ose d  an a d a p t i v e I DO  fo r t h e l i m b i c  bou n d ary  det ect i o n,  but  he re,  we   pr o pose a n  a d a p t i v e C H f o t h e l i m b i c  bo u nda ry  det ect i o n.  Inst ea d o f   u s i ng t h e ge ne ra l  C H T al go ri t h m  for  th e circle  d e tectio n   [20 ] , an  ad ap tiv e CHT fo r th e ci rcu l ar arc detection  is  applied  on  th e edg e  m a p  show n i n   Fi gu re  5 ( d ) T h e a d a p t i v e C H det ect s a  st ruct ure  o f  t w o   ci rcul ar  arcs  d e fi ne by  - 4 5: 45   a n d 1 35: 22 5 de gre e   as shown in solid in Figure 6. Th e voti ng s p ace in the adaptive CHT is  lim i ted to a s m all region around the   p u p il cen ter i n stead  of th wh o l e im ag e. Th e ad ap tiv e C H T for li m b ic b oun d a ry d e tectio n  is u s efu l  for th im ages  ha vi n g  i r i s -occl usi o ns by  the eyelids   and eyelashes.             Fi gu re  6.  A  set  o f  t w vert i cal  arcs  t h at the  a d aptive  CHT  fi nds  in an im ag     The acc um ul ator  v o t i n part  o f  t h e  ada p t i v e C H fo r l i m bi c bou nda r y  det ect i o n  i s   descri bed  i n   Al g o ri t h m  2.   At  al l  t h e  w h i t e  pi xel s  (a ,b ) i n  t h e e dge  m a p, t h e a r cs ’ st r u ct u r e s h ow n i n  Fi gu re  6  i s   dra w n   usi n g t h e E q ua t i on ( 1 f o r a  r a di us  (r ) an d c o r r es po n d i n g v o t i ng i s   d one The si ze o f  t h e  2- D acc um ul at or i s   sam e  as the subim a ge, but  voting  space i n   the accum u lato r is lim ited to a 10× 1 0 rect angle ce ntere d  at the   pupil cente be cause t h e ce nters  of t h p u p i l an d li m b ic bo und ary circles lie with in   a small win d o [6 ]. Th peak in t h 2-D acc um ulator is determ ined  corres p onding  to each ra dius   and the m a xim u m  am ong the   peaks   gives t h e ce nter and t h e ra dius of the lim bic  boundary  circle. Th 2-D accu m u lato r after vo ting  is sh own  i n   Fi gu re  whe n  t h e ada p t i v C H T i s  a ppl i e on t h e e dge   m a p of  Fi g u re   5( d) . T h e Fi gu re 7  sh o w s t h e  sur f ace   plot of the 2-D accum u lator corre spondi ng to a radius equal to the limbic  bounda ry radius a nd  hence, the   coordinates of the pea k  in the accu m u lator are the ce nte r  coordinates  of the lim bic  bounda ry circle. The   adapt i v e  C H fo r l i m bi c bou nda ry  det ect i o n i s  fast e r  al so  as it searches  for  half t h e circ le length i n stea d of  a   full circle, whi c requires  onl y  half t h virtual  circle lengt h to  be  dra w n at  each e d ge  pixel.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8       Accur a t e  Iri s  L o cal i z at i o n  Usi n g  E dge  Ma Gene rat i o a n d  A d apt i ve C i r c ul ar  H o ug  .. .. ( V i n eet  K u m a r)   1 643 Al g o r i th m  2 .  H T  a c c u m u la to r  v o t i n g  i n  a d a p t i v e  C H T  f o r lim b i c bo un dary  d e t e c t i o n   C o m put e :  C e n t e r  o f  s u bi m a ge   ( x o ,y o ) ;  im in = x o -5 ; i m a x =x o +5 j mi n = y o -5 ;  j m a x = y o +5      1 .           -  -  -        2.          A   z e r o s   (r o w s , c o l s )                                      / /   2 - a c c u mu l a t o r                                                                                                                           o f   s u b i ma g e   s i z e                   3 .               fo r   a l l   w hi t e  pi x e l s ” i n  ed g e  m a p  of  s u bi m a ge      do     4 .                       fo r    θ  = -4 5 o  to   4 5 o      do    5 .                             C a l c u l a t e   (x ,y ) u s i n g  E q u a t i o n   ( 1 )     6 .                            if  (i mi n    x   im a x )   a n d   ( j m i n    y   jm a x )    th e n    7 .                             A ( x , y )  =  A ( x , y )  + 1 ;                          / /  A c c u m u la to r- v o tin g                                                                                                                         s t e p                                                 8 .                            e nd i f     9 .                         en d  f o r     1 0 .                    fo r    θ  =1 3 5 o  to   2 2 5 o       do     1 1 .                        r e p e a t   s t e p s ( l i n e s ) 5 , 6 , 7 , 8     1 2 .                    en d  f o r     1 3 .            end  f o r            3.   PERFO R MA NCE E V ALU A TIO N   I n  t h is section ,  th p e rf or m a n ce of  th pr opo sed  algo r ith m  is ev aluated   by co ndu ctin g ex p e r i m e n t s   o n  CASIA iris  d a tab a ses, t h e i r is lo calizatio n resu lts  are  s u mmarized and  the re sults   a r e com p ared with  som e   state-of-the -art  iris localization m e t hods i n  the literature . T h e datasets use d  in t h e e xpe rim e nts to eval uate the   pr o pose d  al go r i t h m  are des c ri bed  bel o w .     3. 1.   Da ta sets  used   The  dat a set s  ar e t a ken  f r om  two  C A S I A  i r i s  dat a base s [ 1 7] :  C I TH V4  an d  C I LV 3.  Th ese  dat a bas e s   are chose n  be cause they c o ntain the  nois y  im ages  h a vin g  th no ise su ch  as r e f l ectio n s no n- unif o r m   illu m i n a tio n s , lo w con t rast,  eyeg lasses and in tru s ion s   b y  th e eyelid s,  eyelash e s an d eyeb row h a ir. Bo t h   C I TH V4  a n d   C I LV 3 c o nt ai n  8 - bi t   gray -l e v el  JPEG  i m ages wi t h  res o l u t i on  o f   6 40× 4 8 0  pi xel s .     CITHV4 d a taset: Th e to tal nu m b er of im ag es in  th is  d a tab a se  is 2 000 0 co llected   fr o m   10 00  d i f f er ent   subjects [17]. Each subject cont ribu tes 20 i m ages, which include 10 im a g es from  each left and ri ght e y e.  For e x t e nsi v expe ri m e nt at i o n wi t h  t h i s  dat a base, t h e i m ages f r om  al l  100 0 s u b j ect s ar e chos en . A t o t a l   5600 im ages are c hose n   which incl ude  all the im ages  of  t h e f i r s 10 0 subjects an 3600 i m ages from  the  rest of  900 different s u bjects  (sel ecting 4  im a g es from   each subject).    C I LV dat a set :  Thi s  dat a base  cont ai ns i m ages fr om  411  di ffe rent  s u b j ect s [1 7] . T h e t o t a l  num ber o f  t h i m ag es in  th e d a tab a se is 162 12 . For th orou gh  exp e rim e n t atio n   with  th e d a tab a se,  81 1  im ag es were  cho s en  selectin first left a n first ri ght ey e  image of eac h s u bject e x ce pt 11 s u bjects.  Th e exp e rim e n t s o n  th d a tasets were don u s ing  a co m p uter with  In tel i5  CPU  @ 2 . 40 GHz,  8  GB  R A M  and  W i n d o w 7 o p erat i ng sy st em . The pr op ose d  al g o ri t h m  i s  im p l em ent e d an d t e st ed wi t h  M A TLAB   (ve r si o n  8. 4)   t o ol .           Fig u re  8 .  Accurately lo calized  irises in th e i r is  im ag es fro m  two  C A SIA d a tab a ses  [17 ] : (a) CITHV4   an d (b ) CI LV3  Figure  7. The  s u rf ace plot of  the 2-D  accum u lator array in t h e a d aptive CHT a f ter  vot i n i s   o v er  cor r es po n d i n g t o   o n e ra di us;  not that voting s p a ce is a  10× 10 rectangle ce ntered  at pupil ce nter  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  I J ECE   Vo l. 6 ,  N o . 4 ,  Au gu st 2 016    16 37  –  1 646  1 644 *M M UV1: M u ltim e dia  Univer sity , ver s ion  1. 0    3. 2.   Results  and  discussion   The sam p le images  with acc urately  localized irises by the  proposed  al go r ith m  ar e sh own   in  Figu r e  8.  The  res u l t s  o f  t h pr o pose d  al go r ithm  are summarized in T a ble 1.        Tab l 1 .  Exp e ri m e n t al resu lts  o f  th p r op osed  iris l o calizatio n algo rith m   I r i s database  Nu m b er  of im ages  taken  for testing (N t Nu m b e r  of  corre ct  iris localized  i m ages ( N i Accu rac y  ( % ) =   (N i /N t )  ×100  Average ti m e  cost  per  i m age (s ec)   CI T HV4* ( 640×480)   5600   5583   99. 7   0. 92   CI L V 3* ( 640×480 )   811   806   99. 38   0. 89   *CITHV4: CAS I A -Iris - Thousand (version 4.0);  *CILV 3 : CASIA-Iris - La m p  (version 3.0)      The acc uracy  of the  propose d algorith m  is 100  pe rcent  alm o st. The acc uracy  of the  circle detection  i n  an i m age by  t h e C H depe nds  o n  t h e am ount   of  fal s e ed ges t h e e d g e  m a p o f  t h e i m age cont ai n s . Fe wer t h e   false edges hi ghe r would  be the accurac y . The edge  ma p used  for  the pupil bou nda ry detection in the   pr o pose d  al g o r i t h m  cont ai ns  very  l e ss fal s e edges d u e t o  t h e i n t e rsect i on o p erat i on  as di scusse d i n  t h sub s ect i on  2. 1. 1. T h e use  of t h e ada p t i v e C H T f o r l i m bi bo u nda ry  det e ct i on t o  co u n t e r t h e i r i s - o ccl u s i ons  by   the eyelids a n d eyelashes is a not her cause  for  high acc urac y.   Tabl e 1 al s o  s h o w s t h e t i m per f o r m a nce resul t s  of t h e p r op ose d  m e t hod. T h e ave r a g e  t i m e  cost  is  repo rted  i n  th e tab l e, as th e time tak e n   b y  the CHT fo circle d e tectio n is  d i rectly propo rtio n a l to th num b e of e d ge pixels in the edge m a p of the im age. Fewer t h false ed g e s in  th ed g e  m a p  of iris i m ag e, lesser will   be t h e t i m e  cost . The ave r a g e t i m e  cost  per im age was c a l c ul at ed by  ra nd om l y  choosi ng  50 0 i m ages from   each individua l  database. T h e MATLAB tim e r functions  ‘tic’ and ‘toc ’ were use d  to know t h e exe c ution  t i m e  of a co de  t h at  r uns  t o  l o cal i ze i r i s es i n   50 0 i m ages. The e x ecut i on  t i m e  obt ai ned  was t h e n   di vi d e by   500 t o   find the   avera g e tim e c o st  per im age.    3. 2. 1.   Com p aris on with  other me thods   In  ou r w o rk , we al so i m pl em ent e d t h e p o p u l a W i l d es ’ [ 2 ]  and  Da ugm an’s [ 1 ]  m e t hods  f o r   com p ari s on  wi t h  t h e pr o pose d  al go ri t h m  as t h e pu bl i s he d resul t s  o f  t h es m e t hods f o C I TH V4 a n d C I L V 3   databases a r not a v ailable in the literature W ildes ’  m e thod  [2] is based on t h e Canny  edge  detection pl us  C H T, w h e r eas  Dau g m a n’s m e t hod [ 1 ]  us es t h e ID O a s  a ci rcul ar e dge  det ect or . We ap pl i e d b o t h  t h e   ap pro ach es  on th e Gau ssian   sm o o t h e d  iris i m ag es. Th pup il was lo calized  prior to  th e li m b ic b o u n d ary in   bot h t h e  m e t hods.                     While usi ng  W i l d es’ m e thod [2],  we found that  the lim b ic boundary’s accuracy was  com i ng very   low  due to the  false e d ges  of eyelids,  eyelashes a n p upil. So , we ap plied  th e C H o n  th selected  ed ge  pi xel s  i n  t h e C a nny  e dge m a p;  whe r e t h e e d ge pi xel s  we re  sel ect ed by  pl a c i ng t w rect angl es  o n  l e ft  a nd  ri g h t   si des o f  t h p upi l  as di sc uss e d i n  o u r  p r o p o se d al go ri t h m  (Fi g ure  5(c ) ) .  The ed ge m a ps us ed  fo Wi l d es’   m e t hod  [ 2 ]  are  sho w n i n  Fi gu r e  9.     Wh ile u s i n g  Dau g m an ’s IDO [1 ] fo r th p u p il d e tectio n ,   we ob serv ed  th at it is  v e ry sen s itiv e to  th refl ect i o n d o t s  i n si de t h pu pi l  and  gi ves  wr on resu lts.  So we rem o ved  th ese  reflectio n s  during  the p u p i l   localization. T h e accuracy re sults of  both the m e thods [1] and [2] are s h own in Ta ble 2.  W e  als o  observe Me th o d  C I T H V 4   C I L V 3   MMU V 1 * W ild e s  [ 2 ]   8 6 .9   8 0 .5   9 3 .3 3   D a ug m a n [ 1 ]   90 . 6   8 8 .1 2   96 . 4 4   W i l d e s  [ 2 ] + D a ug m a n’ s I D O  [ 1 ]   9 2 . 1   91 . 0 9   98   P r op os e d  9 9 . 7   9 9 . 3 9 9 . 55  Tab l 2 .  Exp e ri m e n t al resu lts  o f  iris lo calizatio n   m e t hods   C a nny  e d ge  de t ect i on wi t h  T = [0 .0 3 4 , 0 . 0 8 5 ]  an σ   =1.0  Fi gu re  9.  Ed ge  m a ps of t h e i r i s  i m age used i n  Fi g.  2:  (a ) E d ge m a fo pu pi l  b o u nda ry   det ect i on;  ( b )   Ed ge m a p fo r l i m b i c  bo un da r y  det ect i o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8       Accur a t e  Iri s  L o cal i z at i o n  Usi n g  E dge  Ma Gene rat i o a n d  A d apt i ve C i r c ul ar  H o ug  .. .. ( V i n eet  K u m a r)   1 645 th at lo calizin th e pup il u s i n W ild es’ ap proach   [2 ] an d d e t ectin g  the lim b i c b oun d a ry  u s in g   Dau g m an ’s IDO  [1]   gi ves  bet t e r  res u l t s  as c o m p are d  t o  i n di vi dual  m e t h o d  as  sh ow n i n  Ta bl e 2.   Table 2 shows that both  W i l d es [2] and  Daugm an  [1] m e t h ods  give good accuracy for Multi m e di a   Uni v ersity, version 1.0 (MM U V1)  database  [23] as it c ontains less noisy im ages, but  the i r accuracy de gra d e s   for the noisy images of CIT H V4 and  CIL V 3.  W ildes  [2]  gives less iris  localization accuracy m a inly due t o   t h e refl ect i o spot s i n  C I T H V4 a n d t o o m a ny  fal s e e dge s fr om  t h e occl usi o ns by  ey e l i d s an d ey el ashes i n   CILV3.  These  noises also  re duce  the acc uracy of  Da ugm an’s  IDO  [1].  The a v era g e ti me cost per image  obt ai ne d i n   Wi l d es’ [ 2 ]  an d D a ugm an’s [ 1 ]  i s  2. 17 sec a n d 2. 45 sec  repe ct i v el y ,  fo r t h C I TH V4 a n C I LV 3   im ages of size  320× 240  pixe ls. The  propos ed algorithm  is m o re accura te   and faster  t h an Wildes [2]  and  Daug m a n  [1 ] as it u s es th e o p tim al ed g e  map s  with  v e ry less false ed g e s and  th e ad ap tiv e C H T fo r iris  bo u nda ry   det ect i on al s o  i m pro v es i t  f u rt her .   The c o m p arison  of t h e res u lts  of the  propose d  algo rith m  with  th p u b lish e d  resu lts is sh own in  Tab l 3. T h pu bl i s h e d m e t hods i n cl ude d i n  t h e c o m p ari s on  are  cho s en  o n  t h basi s t h at  t h ey   use d  sam e  dat a bases   for expe rim e ntation that  we have ta ke n. M o reove r, Ja n et al . [8],[9] show t h e hi ghe st accuracy am ong a ll the   iris localization m e thods  ava ilable in the  literature  fo r CITHV4 and C I LV3  database s .  T h e sym bol -- in the   tab l e sh ows that th e co rresp on d i n g  inform at io n  was  n o t  fou n d  in  th e literatu re. Th e Table 3  sh ows th at th propose d  algorith m  has the highe st accu racy  and lowest time cost per imag e, which  has  happene d   due  to the   pr o pose d  e d g e   m a p an d t h adapt i v e  C H T  use d  f o p upi l  and l i m bi c bou n d ary   det ect i on  respe c t i v el y ,  as   com p ared t o  t h e ot her m e t hod s i n  t h e t a bl e. In t h e pr o p o s ed   m e t hod, t h e o r i g i n al  i r i s  im age i s  scal ed do wn t o   hal f  si ze, w h i c h was al s o  d o n e  i n  t h e Jan et  al m e t hods [ 8 ] , [ 9 ]  t o  spee d u p  t h e p r ocessi n g . T h e i m age resi zi ng   by  a scal i n fa ct or,  s =  0. n o t  onl y   red u ces  al l  t h e ed ge  pi xel s  t o  hal f  i n   num ber,  b u t  al so t h num ber  of  ra di i   t a ken i n  a C H T  al go ri t h m  becom e s hal f .       Tab l 3 .  C o m p arison   with   p u b lish e d  iris l o calizatio n  resu lts      M e thod  Accurac y  ( % A v erage ti m e  cost p e r i m age (se c )   CITHV4  CILV3   Jan et al.  [8]  99. 5  &   6. 4   98 &   4. 93  Jan et al.  [9]  99. 23 &  3. 99. 21 &   3. 35  Jan et al.  [6]  - -   99. 05 &   - -   I b r a him   et al. [ 24]  - -   98. 28 &   - -   P r oposed  99. 7 & 0. 92   99. 38 & 0. 89       4.   CO NCL USI O N   The p r op ose d  i r i s  l o cal i zat i o n   m e t hod i s  t o l e rant  t o  t h n o n - i d eal  i ssues a n d n o i s es i n  t h i r i s  im ages  suc h  as i r i s -o ccl usi o ns by  t h e ey el i d s and ey el ashes ,  l i ght i ng re fl ect i ons,  no n- u n i f orm  il l u m i nat i o n ,   eyeglasses, low contrast an d ey ebr o w hai r Ho we ver ,  t h e expe ri m e nt al  resul t s  sho w  t h at  t h e pro p o se d m e t hod   also  im p r ov es  iris lo calizatio n  in th e im ag e s  th at  d o  no hav e   reflection   sp o t s and non -u n i form  illu mi n a tion,  b u t   h a v e  m a in l y  th e iris-o ccl u s ion s   b y  th eyelid s a nd ey elashes. T h e c o m p arison  wit h  the  fam ous  W i l d es’  app r oach  [2] ,   whi c h i s  base d  on C a nny  ed g e  det ect i on  pl u s  C H T,  dem onst r at es t h at  t h e i n t r o duct i on  o f  ne w   edge m a p for  pu pi l  bo u nda ry  det ect i on an adapt i v e C H fo r l i m b i c  bou nda ry  det ect i o n m a ke t h e prop ose d   iris localization m e thod m o re  accurate  and  fast. The  pe rform a nce res u lts  of t h propose d  algorithm  are m u ch  better tha n  bot h  the  popular  Daugm a n’s [1] and  Wildes ’ [2] approache s . The c o m p arison  with s o m e   recent   pu bl i s he res u l t s  fo r C A SI dat a bases  al so   sho w s  t h at  t h e   pr o pose d  m e t hod  has  i m prov ed  per f o r m a nce. T h e   p r op o s ed  al g o rith m  can  be  u s ed   for th e accurate iris se g m e n tatio n  i n  less  co nstrain e d  iris reco gn itio n syste m s.      ACKNOWLE DGE M ENTS  We th ank f u lly ackn o wledg e   Ch in ese  Acade m y o f  Scien c es' In stitu te o f  Au t o m a tio n  (CASIA) fo p r ov id ing   u s  t h e iris im ag es. We also  th ank   Mu lti m e d i a Univ ersity fo prov id ing  MM U i r is d a tab a se.       REFERE NC ES   [1]   J. Daugm an, “ H igh confiden ce  visual recogn itio n of  persons by a test of statisti cal ind e penden c e,”  IE EE T r ans.  Pattern  Anal . M a ch. In te ll. , vo l/issue: 15(11), pp. 1148–1161, 199 3.   [2]   R. P. Wildes, “Iris recognition:  an emerging bio m etric technolog y , ”  Proc . IEE E vol/issue: 85(9), pp. 1348–1363 1997.  [3]   L. Ma,  et al ., “Personal identification based  on  iris textur e ana l y s is,   Pattern  Anal. Ma ch. Intell. IEEE Trans. vol/issue:  25(12) , pp . 1519–1533 , 2003.  [4]   K.  W.  Bowy er,   et al. , “Image understanding for iris  biometrics: A survey ,”  Comput. Vis. imag e Underst. , vol/issue:  110(2), pp . 281– 307, 2008 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  I J ECE   Vo l. 6 ,  N o . 4 ,  Au gu st 2 016    16 37  –  1 646  1 646 [5]   F. Jan,  et al. , “ A  d y namic non- circu l ar ir is localiz ation techn i qu e for non-ideal  data,”  Computer s and Electrical  Engineering , vol/issue: 40(8) , pp . 215–226, 2014.  [6]   J. Daugman, “How iris recogn ition works,”  IEEE Trans. Circuits  Syst. Video Technol. , vol/issue: 14(1), pp . 21–3 0,  2004.  [7]   N. Wang,  et al. , “Toward accurate localization and high rec ognition p e rfor m ance for noisy  iris images,”  Multimedia  Tool s Appl. , vo l/issu e: 71(3) , pp . 141 1-1430, 2014 [8]   F. Jan,  et al. , “ I ris local iz ation i n  frontal e y e  im ages for less co nstrained ir is re cognition s y ste m s,”  Digit. Sign al  P r oc e ss.  A Re v.   J . , vol/issue: 22( 6), pp . 971–986 , 2012.   [9]   F. Jan,  et al. , “ R eliab l e iris  localization using  Hough transf or m, histogram-bisection ,  and  eccentricity ,”  Signa Proc e ssing , vo l/issue: 93(1), pp.  230–241, 2013 [10]   P.  L i ,   et al. , “Robust and accur a te  iris segmenta tion in v e r y  no is y  ir is images,”  Image Vis. Co mput. , vol/issue:  28(2), pp . 246–2 53, 2010 [11]   H. Proença, “ Iri s recognition :  On the segm entat i on of  degraded i m a ges acquired  in the visibl e wa veleng th,”  I EEE   Trans. Pattern  Anal. Ma ch. Intell. , vol/issue: 32(8 ) , pp . 1502–151 6, 2010 [12]   S. A. Sahmoud and I. S.  Abuhaiba, “Efficien t iris segmentation  me thod in unco n strained  enviro nments,”  Pat t er Recogn it. , vo l/is sue: 46(12), pp 3174–3185, 201 3.  [13]   S. Khalighi,  et al. , “Iris recogn ition using robu st localization  and nonsubsampl ed contour let b a sed featur es,”  J.   Sign. Process.  S y st. , vol/issue: 8 1 (1), pp . 111-12 8, 2015 [14]   J. Zuo and N. A. Schmid, “On  a  methodolog y  fo r robust segmentation of nonideal iris images,”  I EEE T r ans. Syst.  Man,  Cy be rn. Part B Cy be rn. , v o l/issue: 4 0 (3), p p . 703–718 , 201 0.  [15]   K.  M.  I.  Ha sa n a nd M.  A.   Am in, “ D ual iris  m a tching for bi om etric iden tifi cat ion,”  Signa l, Image and Video   Proc e ssing , vo l/issue: 8(8), pp. 1 605–1611, 2014 [16]   T. Marcin iak ,   et al. , “Selection  of parameters in  iris recognition s y stem,”  Multim ed. Tools Appl. , vol/issue: 68(1) pp. 193–208 , 20 14.  [17]   CASIA Iris Im age Dat a base , 20 10. ht tp:/ /biom e t r ics.id eal test .org /.   [18]   E. R .  Dav i es, “Computer and  machine vision: Th eor y , algor ithms,  practic alities,” Academ ic Press, 2012.  [19]   S. J. K. Pedersen, “Circular Ho ugh tr ansform,” Aalborg University , Vision,  Graphics and Inte ractive S y stems,  2007.  [20]   H.  K.  Yuen,   et al. , “Comparative stud y  of Ho ugh Transf orm methods for cir c le f i nding ,”  Im age Vis. Comput. vol/issue:  8(1), p p . 71–77 , 1990 .   [21]   R. C. Gonzalez,  et a l . , “Digital  image processing using  MATLA B,” Gatesmark  P ublishing, 2009.  [22]   A.  Radman,   et al. , “ F ast and reli able iris segm entation a l gorithm , ”  IET Image Process. , vol/issue: 7(1), pp. 42–49,  2013.  [23]   MMU Iris Image Database, 200 4. ht tp:/ /pesona . m m u .edu.  m y /~ c c teo / .   [24]   M. T. Ibr a him,  et al. , “ Iris lo cal iza tion using  loca l histogr a m  and other im age sta tisti cs,”  Opt.  Lase rs Eng. vol/issue: 50(5), pp.  645–654 20 12.          Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.