文档介绍：硕士学位论文
基于深度学****的虹膜图像加密与活体检测
算法研究
Study on Iris Image Encryption and Liveness
Detection Algorithm Based on Deep Learning
作 者：张 庆
导 师：程玉虎 教授
中国矿业大学
二〇一七年五月
中图分类号 TP18 学校代码 10290
UDC 密 级 公开
中国矿业大学
硕士学位论文
基于深度学****的虹膜图像加密与活体检测
算法研究
Study on Iris Image Encryption and Liveness
Detection Algorithm Based on Deep Learning
作 者 张庆 导 师 程玉虎
申请学位 工学硕士 培养单位 信息与控制工程学院
学科专业 控制科学与工程 研究方向 机器学****与模式识别
答辩委员会主席 王雪松 评 阅 人 盲审
二○一七年五月
致谢
在我三年的研究生学****生活中，我所在的机器学****实验室一直像一个温暖的
大家庭，我的导师程玉虎教授在本科时期就指导我毕业设计，研究生期间更是对
我的研究工作进行了耐心、细致的指导和帮助。从入学时研究方向的引入、选题
以及后续实验工作的开展，程玉虎教授认真负责的工作态度对我的学****与生活都
产生了很大的影响，我能够顺利完成毕业论文的撰写离不开程玉虎教授的悉心教
育，在此对程玉虎教授致以最诚挚的敬意！
王雪松教授在我研究生学****生涯中给予了十分细心的指导，严谨的治学态度、
灵活的科研思维深深影响着我，王雪松教授在我论文的选题和研究过程中都给予
了十分细心的指导、关怀和帮助，在此表示最衷心的感谢！
在论文的撰写过程中，得到了张晓强老师、余强老师、潘杰老师和卢楠楠老
师的耐心指导，臧绍飞博士、巩萍博士、吕萍丽博士、李冬青博士、张嘉睿博士、
刘健博士、吕恩辉博士和孔毅博士的悉心指导和建议；李倩钰、马宇婷、潘兴会、
曾杰川等硕士的支持和帮助；感谢他们三年来一直的陪伴，为我营造了良好的学<br****和科研环境。同时也希望学弟学妹们继续在实验室学到更多的知识，学业有成
前程似锦。
感谢家人和朋友给对我的理解与支持！
感谢评阅老师的悉心评阅和指导！
感谢本论文所引用的参考文献的作者！
摘 要
在现代密码学中，密钥是成功加解密的关键，是算法安全性的保证。为保障
图像内容的安全，人们提出了多种图像加密算法，多数都涉及到密钥的安全传输
和管理困难问题。新兴的基于生物特征的加密技术，依据个体的生物特征来生成
密钥，奠定了信息的无密钥加密的基础。虹膜具有唯一性、稳定性、非侵犯性、
特征信息丰富和抗攻击能力强等特点，具有优秀的加密潜质。目前，虹膜图像加
密已经成为图像加密领域的一个新的分支，在图像加密中担当重要角色。
利用深度学****算法对虹膜图像进行特征提取，用提取的生物特征来生成密钥，
提出了 2 种基于深度学****的虹膜图像加密算法和 1 种虹膜活体检测算法。主要的
研究成果如下：
（1）为便于密钥管理，提出了一种基于深度学****的虹膜图像加密算法。该
算法采用虹膜数据集进行深度学****模型训练，将虹膜图像预处理后进行图像块提
取，作为栈式自动编码器的数据集输入来学****参数，学****的参数加区间限制条件
后用于初始化卷积神经网络参数，利用训练好的深度学****模型提取出 256 维向量，
经纠错码编码产生密钥。利用该密钥，采用高级加密标准对图像进行加密与解密。
在生成解密密钥时，采用纠错码纠错来降低外界环境对虹膜采集的影响。通过对
提出算法的精确度和安全性分析表明：新算法有效解密出原始图像，且安全性高。
（2）为便于密钥管理，提出了一种基于深度学****的无密钥传输虹膜图像加
密算法。该算法采用深度学****模型从