第1章 概论 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 生物特征识别系统面临的安全隐患 2
1.2.1 生物特征数据的特殊性 3
1.2.2 生物特征识别系统的薄弱环节 4
1.3 生物特征数据的保护 6
1.3.1 生物特征模板保护 6
1.3.2 生物特征数字水印 10
参考文献 10
第2章 生物特征数字水印综述 12
2.1 引言 12
2.2 数字水印技术概述 12
2.2.1 鲁棒水印的性能评价指标 13
2.2.2 认证水印的性能评价指标 15
2.2.3 认证水印的常见攻击类型 17
2.3 生物特征数字水印技术 18
2.3.1 生物特征作为水印 19
2.3.2 生物特征作为宿主 23
2.3.3 多生物特征互嵌入 26
2.4 本章小结 29
参考文献 30
第3章 指纹图像孤立块篡改检测与定位算法 36
3.1 引言 36
3.2 传统基于块链脆弱水印算法分析 37
3.3 基于多块依赖的脆弱水印算法 38
3.3.1 水印嵌入过程 38
3.3.2 水印提取及篡改检测 40
3.4 安全强度分析 41
3.5 定位精度分析 42
3.6 实验结果与分析 45
3.6.1 自然图像区域篡改检测 45
3.6.2 指纹图像孤立块篡改检测 46
3.6.3 在合谋攻击下的安全性 50
3.7 本章小结 51
参考文献 51
第4章 脆弱自恢复水印及人脸图像保护算法 54
4.1 引言 54
4.2 基于GBVS的人脸显著区域分割 54
4.3 基于显著区域的脆弱自恢复水印算法 56
4.3.1 基于图像块的显著区域图生成 56
4.3.2 水印生成 57
4.3.3 水印嵌入 58
4.3.4 篡改检测及定位 60
4.3.5 人脸特征数据恢复 61
4.4 水印算法性能分析 62
4.4.1 不可见性 62
4.4.2 安全强度分析 63
4.4.3 定位精度分析 64
4.5 实验结果与分析 69
4.6 本章小结 73
参考文献 73
第5章 冗余环嵌入的脆弱自恢复水印及生物特征图像保护算法 75
5.1 引言 75
5.2 冗余环结构 76
5.3 脆弱自恢复水印算法 77
5.3.1 水印嵌入 77
5.3.2 篡改检测 79
5.3.3 篡改恢复 80
5.4 算法性能分析 81
5.4.1 安全强度分析 81
5.4.2 计算复杂度 83
5.5 实验结果与分析 83
5.5.1 篡改检测 83
5.5.2 篡改图像恢复 85
5.5.3 脆弱自恢复算法用于人脸图像保护 87
5.5.4 脆弱自恢复算法用于指纹图像保护 89
5.6 算法安全性 89
5.6.1 合谋攻击 89
5.6.2 仅内容篡改攻击 90
5.7 本章小结 91
参考文献 92
第6章 小波分组量化的半脆弱自恢复水印及人脸图像保护算法 93
6.1 引言 93
6.2 系统总体框架 94
6.3 人脸区域检测 95
6.4 小波分组量化的半脆弱自恢复水印算法 97
6.4.1 水印生成及嵌入过程 97
6.4.2 水印提取及篡改检测 99
6.4.3 攻击类型判别及篡改恢复 101
6.5 实验结果与分析 102
6.5.1 不可见性 102
6.5.2 恶意篡改定位性能 103
6.5.3 在内容保持操作下的性能 106
6.5.4 篡改类型判别 108
6.5.5 篡改恢复 109
6.6 本章小结 111
参考文献 111
第7章 基于人脸图像特征显著性的指纹水印嵌入算法 113
7.1 引言 113
7.2 基于人脸判别特征显著性的自适应水印方法 114
7.2.1 指纹水印生成 114
7.2.2 人脸宿主图像特征分析 115
7.2.3 水印嵌入与提取 117
7.3 融合宿主与水印的多生物特征认证 119
7.3.1 基于指纹水印认证的人脸图像有效性认证示例 119
7.3.2 融合指纹与人脸的多模态身份识别 120
7.4 实验结果与分析 122
7.4.1 人脸图像的客观质量 122
7.4.2 水印鲁棒性 124
7.4.3 多模态生物特征识别 125
7.5 本章小结 126
参考文献 127
第8章 基于指纹图像小波极值量化的人脸水印嵌入算法 129
8.1 引言 129
8.2 基于小波局部极值量化的指纹水印 129
8.2.1 小波系数显著差异 129
8.2.2 量化索引调制 130
8.2.3 SD-QIM水印嵌入与提取算法 131
8.3 实验结果与分析 132
8.3.1 水印造成的图像失真 132
8.3.2 水印鲁棒性 133
8.4 对于SD-QIM方法的进一步改进 138
8.4.1 显著幅值差异特征 139
8.4.2 抖动索引调制 140
8.4.3 基于SAD-DM的水印嵌入及提取方法 141
8.4.4 实验结果与分析 142
8.5 本章小结 151
参考文献 151
第9章 生物特征互嵌入在身份识别中的应用 153
9.1 基于人脸检测的水印有效性认证 153
9.1.1 模板匹配方法 153
9.1.2 SVM判别方法 155
9.1.3 实验结果与分析 156
9.2 多模态生物特征融合 160
9.2.1 基于稀疏表示的低分辨人脸识别 161
9.2.2 多模态生物特征认证 162
9.2.3 实验结果与分析 163
9.3 本章小结 167
参考文献 167
第10章 总结与展望 169
10.1 总结 169
10.2 展望 171