本书的简要内容是：首先介绍了生物特征加密技术的基本概念以及指纹识别技术的发展历程；然后介绍了与生物特征识别技术相关的图像处理基础知识；接着结合实际应用，以指纹特征为例介绍了构成自动指纹识别系统的各个模块的实现方法和指纹识别算法的性能评价；然后介绍了生物特征技术与加密技术的结合方法；最后给出了生物特征加密技术在当下的应用以及未来发展的展望。

前 言 　　生物特征加密技术是当前信息安全领域的一个热点课题，它是基于生物特征 识别技术和加密技术的相结合而发展的，其特点是兼顾了生物特征识别的唯一性 和密码学的严谨性。生物特征加密技术将成为未来电子商务、电子政务及众多领 域的重点发展技术。 　　生物特征识别技术由于其唯一性及稳定性等特点，已经成为世界各国科研人 员的研究焦点。随着计算机技术与互联网的高速发展，生物特征识别技术已经成 为当前信息技术领域炙手可热的研究方向之一。如今，生物特征识别技术已经成 熟且广泛应用在社会活动的各个领域，如电子政务、电子商务、考勤管理以及移 动终端应用等。成型的生物特征设备如考勤机、门禁等已经应用在许多办公场 所中，许多国际知名手机厂商生产的智能手机中也使用了生物特征识别技术作为解 锁和支付的新方法。 　　随着生物特征识别技术应用的愈加深入，其本身固有的一些缺陷和不足也逐 渐暴露出来，最主要的就是生物特征所涉及的个人隐私以及由此而带来的安全 性问题。生物特征是人所固有的，一旦丢失则存在非常大的风险。随着生物特征 识别技术的普遍应用，它本身的安全问题也受到了重视，对生物特征本身的保护 引发了许多研究课题。生物特征加密技术就是解决这类问题的新兴方法，它结合 了生物特征识别技术和密码学技术的特点，保证了生物特征识别技术和加密技术 在应用过程中的安全。 　　本书的特点是理论与应用并重。在介绍生物特征加密技术理论知识和基本概念的同时， 结合实际应用，详细地介绍了最为常用的经典算法，并尽可能地辅以实例，能够让读者快速 入门。 　　本书的编写结合了作者多年的科研经验，融入了作者在培养生物特征加密相关专业 的研究生及本科生过程中总结的教学思路和教学方法，是一本反映生物特征加密技术教材。全书共分为11章，详细地介绍了生物特征加密技术框架中各个模块的概念和实现方法，并加入了大量的实例。 　　第1章为绪论，包括生物特征识别与加密技术简介、中国古代指纹的应用记 载、西方指纹学的形成、指纹识别系统发展史和我国指纹识别技术发展史等内容。 　　第2章为基础知识与基本方法，包括图像和图像处理、图像中的变换、图像 中的滤波、图像中的形态学处理、边缘检测等内容。 　　第3章为认识指纹图像，包括指纹图像概述、指纹图像描述、指纹的脊线特 征等内容。 　　第4章为自动指纹识别系统及加密系统，包括自动指纹识别系统与加密系统 框架、指纹图像的采集、指纹图像的预处理、指纹特征提取、指纹匹配和生物特 征加密系统等内容。 　　第5章为指纹识别算法性能评价，包括指纹识别数据库、常规指纹识别算法 性能评价，以及应用级指纹识别算法性能评价等内容。 　　第6章为指纹图像的采集，包括指纹采集的发展、指纹传感器的分类以及不同 指纹传感器的性能比较。 　　第7章为指纹图像分割，包括指纹分割概述、指纹分割指标计算、最小均方 算法用于指纹分割和用于指纹分割的聚类方法等内容。 　　第8章为指纹图像增强与二值化，包括增强、基于Gabor滤波的增强算法、 基于方向各向异性滤波的增强算法和二值化等内容。 　　第9章为指纹图像特征提取与匹配，包括传统的指纹特征提取与匹配算法、 应用链码进行特征提取和方向场描述子(Tico)特征匹配等内容。 　　第10章为生物特征加密技术，包括生物特征加密技术发展概述、生物特征 与密钥结合的常用方法、模糊保险箱算法介绍和指纹模糊保险箱算法实现等内 容。 　　第11章为生物特征识别与加密技术的典型应用，包括电子政务领域的应用、 移动终端的应用、电子商务的应用和应用展望等内容。 　　参加本书编写工作的有西安电子科技大学生命科学技术学院庞辽军、赵伟 强、李岩、黄树杰、付青柳、靖毅和陈炯等人，其中庞辽军、赵伟强、李岩做出 了主要的贡献，在此感谢参与编写本书的所有老师和研究生。 　　此外，本书的编写还要感谢西安电子科技大学教材建设重点项目 (No.A1008)的资助。 　　由于编者水平所限，书中难免存在不足之处，敬请广大读者批评指正。 作者 2015年于西安

目 录 第1章 绪论 1.1 生物特征识别与加密技术简介 1.2 中国古代指纹应用记载 1.3 西方指纹学的形成 1.4 指纹识别系统发展史 1.4.1 手动指纹识别系统的发展 1.4.2 半自动指纹识别系统 1.4.3 自动指纹识别系统的发展 1.5 我国指纹技术发展史 1.6 本章小结 习题与思考题 第2章 基础知识与基本方法 2.1 图像和图像处理 2.1.1 数字图像 2.1.2 图像质量评估 2.1.3 图像处理及应用 2.2 图像中的变换 2.2.1 傅里叶变换 2.2.2 霍夫变换 2.3 图像中的滤波 2.3.1 中值滤波器 2.3.2 高斯滤波器 2.4 图像中的形态学处理 2.4.1 腐蚀与膨胀 2.4.2 开运算与闭运算 2.5 边缘检测 2.5.1 一阶微分边缘检测 2.5.2 差分边缘检测 2.5.3 Sobel算子 2.6 本章小结 习题与思考题 第3章 认识指纹图像 3.1 指纹图像概述 3.2 指纹图像描述 3.3 指纹的脊线特征 3.3.1 指纹的脊线方向 3.3.2 指纹的脊线频率 3.4 本章小结 习题与思考题 第4章 自动指纹识别系统与加密系统 4.1 自动指纹识别系统与加密系统框架 4.2 指纹图像的采集 4.3 指纹图像的预处理 4.3.1 指纹图像分割 4.3.2 指纹图像增强 4.3.3 指纹图像二值化 4.4 指纹特征提取 4.5 指纹匹配 4.6 生物特征加密系统 4.7 本章小结 习题与思考题 第5章 指纹识别算法性能评价 5.1 指纹识别数据库 5.1.1 NIST指纹数据库 5.1.2 FVC数据库 5.1.3 其它数据库 5.2 常规指纹识别算法性能评价 5.2.1 系统错误的产生 5.2.2 误识率和拒识率 5.2.3 ROC曲线和等错误率 5.3 应用级指纹识别算法性能评价 5.4 本章小结 习题与思考题 第6章 指纹图像的采集 6.1 指纹采集的发展 6.2 指纹传感器的分类 6.2.1 光学指纹传感器 6.2.2 半导体指纹传感器 6.2.3 超声波指纹传感器 6.3 不同指纹传感器的性能比较 6.4 本章小结 习题与思考题 第7章 指纹图像分割 7.1 指纹分割概述 7.2 指纹分割指标计算 7.3 最小均方算法用于指纹分割 7.4 用于指纹分割的聚类方法 7.4.1 K均值算法 7.4.2 层次聚类算法 7.5 本章小结 习题与思考题 第8章 指纹图像增强与二值化 8.1 增强 8.2 基于Gabor滤波的增强算法 8.2.1 归一化 8.2.2 方向图 8.2.3 频率图 8.2.4 区域Mask 8.2.5 滤波 8.3 基于方向各向异性滤波的增强算法 8.4 二值化 8.5 本章小结 习题与思考题 第9章 指纹图像特征提取与匹配 9.1 经典的指纹特征提取与匹配算法 9.1.1 经典的指纹细节点提取算法 9.1.2 经典的指纹细节点匹配算法 9.2 应用链码进行特征提取 9.2.1 指纹细节点特征提取 9.2.2 虚假细节点的删除 9.3 方向场描述子特征匹配 9.3.1 方向场描述子构造 9.3.2 相似度计算 9.3.3 对应关系的确定 9.3.4 配准与匹配分数的计算 9.4 本章小结 习题与思考题 第10章 生物特征加密技术 10.1 生物特征加密技术发展概述 10.2 生物特征与密钥结合的常用方法 10.3 模糊保险箱算法介绍 10.4 指纹模糊保险箱算法实现 10.4.1 加密阶段 10.4.2 解密阶段 10.5 本章小结 习题与思考题 第11章 生物特征识别与加密技术的典型应用 11.1 电子政务领域的应用 11.2 移动终端的应用 11.3 电子商务的应用 11.4 应用展望 11.5 本章小结 习题与思考题 附录A 专有名词缩略语 附录B 符号表 参考文献

西安电子科技大学本科"计算机及应用”专业，硕士"计算机软件与理论”专业，博士"密码学”专业毕业，留校任教至今。

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