第1章 生物特征识别基础知识 1
1.1 引言 1
1.2 通用概念和术语 1
1.3 生物特征识别技术简介 4
1.3.1 指纹识别 5
1.3.2 人脸识别 7
1.3.3 虹膜识别 8
1.3.4 视网膜识别 10
1.3.5 掌形识别 10
1.3.6 语音识别 12
1.3.7 签名识别 13
1.3.8 其他生物特征识别技术 13
1.3.9 多模态识别 15
1.4 生物特征识别技术的横向比较 17
1.5 生物特征识别技术发展现状和趋势 18
1.6 本书主要内容 21
本章参考文献 21
第2章 传感器技术与嵌入式平台 22
2.1 引言 22
2.2 指纹图像采集技术 22
2.3 其他生物特征采集技术 27
2.4 嵌入式指纹识别技术 29
2.4.1 嵌入式指纹识别系统简介 29
2.4.2 基于DSP的嵌入式指纹识别模块 31
2.4.3 基于ARM的嵌入式指纹识别模块 39
2.4.4 基于ASIC的指纹识别技术的实现 41
2.4.5 嵌入式指纹识别系统中的关键技术 49
2.5 小结 50
本章参考文献 50
第3章 指纹图像的增强 51
3.1 引言 51
3.2 指纹预处理 53
3.2.1 基于傅里叶变换的指纹预处理 53
3.2.2 归一化 54
3.3 方向场的计算 54
3.3.1 掩膜法 54
3.3.2 公式法 56
3.3.3 带反馈的指纹方向场计算方法 59
3.4 图像的增强 62
3.4.1 Gabor滤波增强 62
3.4.2 基于傅里叶滤波的低质量指纹增强算法 63
3.4.3 基于知识的指纹图像增强算法 68
3.4.4 非线性扩散模型及其滤波方法 71
3.4.5 多尺度滤波 78
3.4.6 基于各向异性的滤波方法 83
3.5 小结 87
本章参考文献 88
第4章 指纹特征的提取 91
4.1 引言 91
4.2 指纹的整体特征描述 91
4.2.1 指纹奇异点的特征和提取 92
4.2.2 指纹的类型特征 94
4.2.3 指纹的频谱特征 95
4.3 指纹的局部特征描述 103
4.3.1 指纹的细节点特征 104
4.3.2 高分辨率的指纹特征——汗孔 111
4.3.3 指纹的纹理特征 112
4.4 结构化的指纹特征描述方法 113
4.5 小结 115
本章参考文献 116
第5章 指纹图像的分类与压缩 120
5.1 引言 120
5.2 指纹分类技术 120
5.2.1 基于规则的指纹分类方法 124
5.2.2 基于句法的指纹分类方法 125
5.2.3 结构化的指纹分类方法 125
5.2.4 基于统计的指纹分类方法 127
5.2.5 基于神经网络的指纹分类方法 127
5.2.6 多分类器的方法 128
5.3 基于反馈环节的多分类器方法 129
5.4 基于混合特征的指纹连续分类方法 131
5.4.1 指纹分类特征提取 131
5.4.2 指纹分类 135
5.5 指纹检索 136
5.6 指纹压缩简介 139
5.6.1 图像压缩的衡量标准 139
5.6.2 图像压缩技术分类 140
5.6.3 小波图像压缩的基本方法 141
5.6.4 小波图像压缩算法的新发展 143
5.6.5 几种主要的小波图像压缩算法 144
5.7 小结 150
本章参考文献 150
第6章 指纹图像的匹配 156
6.1 引言 156
6.2 基于点模式的匹配算法 157
6.2.1 基于串距离的匹配算法 158
6.2.2 基于细节点对的指纹匹配 163
6.2.3 基于三角结构的指纹匹配 172
6.2.4 基于拓扑结构的指纹匹配 175
6.2.5 基于点模式匹配算法的比较分析 185
6.3 图匹配及其他方法 186
6.4 基于纹理模式的匹配 189
6.5 混合匹配方法 190
6.5.1 混合匹配方法综述 190
6.5.2 基于混合特征的匹配 190
6.6 非线性形变指纹图像的匹配 195
6.6.1 非线性形变指纹匹配算法综述 196
6.6.2 非线性形变的配准模式研究 197
6.7 多采集仪间的指纹匹配 201
6.8 小结 212
本章参考文献 213
第7章 人脸识别 217
7.1 引言 217
7.2 人脸检测 218
7.2.1 人脸检测方法概述 219
7.2.2 基于启发式模型的方法 221
7.2.3 基于统计模型的方法 226
7.3 人脸正则化 239
7.4 人脸识别 240
7.4.1 人脸识别方法概述 241
7.4.2 基于局部或全局特征的人脸识别算法 242
7.4.3 基于子空间分析方法的人脸识别 251
7.4.4 基于相对差分空间的人脸识别 257
7.5 小结 261
本章参考文献 261
第8章 其他生物特征识别 273
8.1 引言 273
8.2 掌形识别 273
8.2.1 掌形识别简介 273
8.2.2 掌形的特征及预处理 274
8.2.3 掌形识别算法 277
8.3 虹膜识别 283
8.3.1 虹膜图像的获取 283
8.3.2 虹膜图像的增强 284
8.3.3 虹膜识别算法 287
8.4 签名识别 291
8.4.1 签名识别简介 291
8.4.2 签名识别应用 292
8.4.3 签名采集硬件 292
8.4.4 签名识别算法 292
8.5 小结 295
本章参考文献 296
第9章 生物特征识别系统及其性能评测 303
9.1 引言 303
9.2 系统要求 303
9.3 系统模型 304
9.4 系统层次框架 307
9.4.1 系统层 307
9.4.2 算法层 309
9.4.3 评估层 310
9.4.4 应用层 310
9.5 生物特征识别系统性能评估 311
9.5.1 标准生物特征识别数据库 311
9.5.2 生物识别算法的评估 327
9.5.3 指纹识别算法的准确性评估 331
9.6 生物特征识别标准化简介 342
9.6.1 标准的需求 342
9.6.2 国际标准化进程 343
9.6.3 国际标准化组织简介 344
9.6.4 ISO/IEC JTC1 SC37简介 345
9.6.5 现有国际标准简介 347
9.6.6 国内标准化现状 349
9.7 生物特征识别的通用软件接口规范BioAPI 351
9.7.1 BioAPI简介 351
9.7.2 BioAPI的应用程序接口 351
9.8 小结 356
本章参考文献 356
第10章 生物特征识别系统安全性研究 358
10.1 引言 358
10.2 生物特征识别系统的安全性分析 358
10.2.1 传统生物特征识别系统存在的缺陷 358
10.2.2 对生物特征识别系统的攻击 359
10.3 活体指纹检测 360
10.3.1 基于薄板样条模型的活体指纹检测方法 361
10.3.2 算法的具体步骤 363
10.4 生物特征模板的保护 368
10.4.1 生物特征加密概述 368
10.4.2 与密钥相关的方法 368
10.4.3 可以撤销的生物特征 375
10.4.4 加密域指纹配准算法 379
10.4.5 实验分析 382
10.5 小结 384
本章参考文献 385
第11章 指纹模糊密钥绑定算法设计与实现 387
11.1 引言 387
11.2 模糊密钥绑定算法 387
11.2.1 加密流程 387
11.2.2 配准流程 388
11.2.3 解密流程 389
11.3 细节点过滤算法 390
11.3.1 指纹图像局部质量判断 391
11.3.2 局部脊线结构构造 392
11.4 基于SHA-1安全散列算法的多项式重构 393
11.5 配准结构特征提取 394
11.6 加密域内配准 397
11.7 算法平台设计与实现 400
11.7.1 指纹模板加密保护平台 400
11.7.2 算法安全性分析 406
本章参考文献 406
第12章 基于指纹加密的网络身份认证方案及其典型应用系统 408
12.1 引言 408
12.2 现有网络信息安全技术的问题与不足 409
12.2.1 PKI存在的问题 409
12.2.2 IBE的优点与不足 409
12.2.3 FIBE的特点和能解决的问题 410
12.3 方案设计 412
12.3.1 TA系统参数设置 413
12.3.2 用户注册 413
12.3.3 安全通信 414
12.3.4 TA提供的其他服务 415
12.4 密钥管理方案 416
12.5 核心算法 417
12.5.1 签名算法Sig及验证算法Ver 417
12.5.2 指纹摘要匹配算法 418
12.5.3 算法安全性分析 419
12.5.4 算法实验结果 419
12.6 方案安全性分析 420
12.7 典型应用系统：基于指纹认证的安全邮件系统 421
12.7.1 系统协议分析 421
12.7.2 系统设计与实现 422
12.7.3 系统使用操作 425
12.7.4 FingerMail指纹安全电子邮件系统 426
12.8 小结 429
本章参考文献 429
第13章 生物特征识别系统的典型应用 430
13.1 引言 430
13.2 生物特征识别技术在电子政务领域的应用 430
13.2.1 生物特征识别技术在公安刑侦领域的应用 431
13.2.2 基于指纹身份认证的异地网络授权管理系统 437
13.2.3 生物特征识别技术在通关系统中的应用 443
13.3 生物特征识别技术在电子商务领域的应用 448
13.3.1 基于指纹加密技术的电子商务新模式简介 448
13.3.2 方案1简介 450
13.3.3 方案2简介 451
13.4 生物特征识别技术在个人信息安全领域的应用 453
13.4.1 指纹计算机登录系统 453
13.4.2 指纹认证技术与TPM技术的结合 457
13.4.3 指纹文件加密系统 461
13.4.4 指纹移动存储设备 463
13.5 小结 465
本章参考文献 465
附录A 有关生物特征识别技术的问答 466
附录B 生物特征识别数据库资源 470
附录C 生物特征识别平台资源 472
附录D 国外从事生物特征识别研究的部分机构 473
附录E 与生物特征识别技术研究有关的网站、学术期刊和会议 474
全书参考文献 475