發(fā)布時(shí)間：2020-07-24 12:42

【摘要】：隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展,高清晰度數(shù)字相機(jī)和簡(jiǎn)便易用的圖像編輯軟件的廣泛使用,人們能夠比以往更容易地獲取各種數(shù)字照片,特別是圖像編輯軟件的成熟應(yīng)用使得修改照片變得容易而快速。新技術(shù)在給我們帶來方便的同時(shí),也給我們的工作生活帶來了較多的負(fù)面影響,當(dāng)我們欣賞數(shù)碼攝影帶來的美妙圖像的時(shí)候,也會(huì)被一些“假”照片所困擾。目前,網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)字圖片造假愈演愈烈,這些假照片給人們的工作生活帶來了不好的負(fù)面影響,甚至給社會(huì)也帶來了很大的影響,使得人們認(rèn)為“眼見”不一定“為實(shí)”,因此一種能夠鑒定圖像真假的技術(shù)----數(shù)字圖像內(nèi)容取證技術(shù)方法的研究和應(yīng)用就顯得尤為重要和迫切。數(shù)字圖像內(nèi)容取證主要有主動(dòng)取證和被動(dòng)取證兩個(gè)研究方向。主動(dòng)取證方向中的數(shù)字水印技術(shù)要求嵌入的數(shù)字水印具有較強(qiáng)的穩(wěn)健性,即能抵抗攻擊,不易被去除。被動(dòng)取證方向中的大多數(shù)數(shù)字圖像盲取證算法是在很多約束下成立的,準(zhǔn)確率、精確度和實(shí)用性都與數(shù)字實(shí)用化要求相差甚遠(yuǎn)。針對(duì)數(shù)字水印技術(shù)中的穩(wěn)健性的要求,我們提出了在四元數(shù)理論下的數(shù)字水印算法,針對(duì)數(shù)字圖像盲取證算法中的準(zhǔn)確性、精確性和實(shí)用性的要求,我們?cè)跀U(kuò)展塊的框架下對(duì)復(fù)制-粘貼這一常見操作進(jìn)行取證算法的研究。本文的主要工作和成果如下:1.提出了基于四元數(shù)理論和聯(lián)合QSVD塊的盲數(shù)字水印算法現(xiàn)有的針對(duì)彩色圖像的數(shù)字水印算法中,大多數(shù)采用的方法沒有完整地利用彩色圖像所有信息,不能體現(xiàn)彩色通道之間的關(guān)系。因此,為了能夠完整地利用彩色圖像的所有信息,體現(xiàn)彩色通道間的聯(lián)系,本章把四元數(shù)模型應(yīng)用到了數(shù)字水印當(dāng)中,每一個(gè)像素用四元數(shù)來表示,這樣每一個(gè)圖像就成為一個(gè)四元數(shù)矩陣,然后對(duì)四元數(shù)矩陣進(jìn)行4×4分塊,對(duì)每一塊進(jìn)行QSVD分解,獲得每一塊的特征值。通過實(shí)驗(yàn),分析了這些特征值的改變對(duì)原圖像的影響程度。最后,選取影響較小的一類特征值進(jìn)行水印的嵌入,嵌入的方法采用聯(lián)合奇異值矩陣的方法進(jìn)行,通過分析可知此類算法能夠抵抗常用的攻擊,較好的滿足魯棒性的要求。2.提出了基于四元數(shù)奇異值分解酉矩陣的盲數(shù)字水印算法目前存在的基于四元數(shù)奇異值的數(shù)字水印算法中,絕大多數(shù)是通過對(duì)奇異值分解中的特征值矩陣S中的最大值進(jìn)行調(diào)制來實(shí)現(xiàn)水印的嵌入,而忽略了奇異值分解中的其他兩個(gè)酉矩陣U和V。由于彩色圖像能量不僅與奇異值有關(guān),還應(yīng)當(dāng)與四元數(shù)奇異值酉矩陣有關(guān)。本章通過改變QSVD分解后的U矩陣中的第一列中每一個(gè)四元數(shù)元素的虛部系數(shù)的大小來分析圖像因此受到的影響,選擇最敏感的一類系數(shù)進(jìn)行數(shù)字水印的嵌入,實(shí)現(xiàn)了盲水印算法,較好地滿足了透明性和魯棒性的要求。3.提出了基于奇異值分解和投影數(shù)據(jù)的針對(duì)復(fù)制粘貼操作的圖像取證算法目前存在的針對(duì)復(fù)制粘貼操作的圖像取證算法大多數(shù)是通過特征值塊進(jìn)行逐像素遍歷比較的方法實(shí)現(xiàn)的,缺點(diǎn)是復(fù)雜度很大,運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)。本章在擴(kuò)展塊算法的基礎(chǔ)上第一次的特征值是采用奇異值分解后的S矩陣中元素,過濾掉了較多無關(guān)的塊,然后再通過塊中的行和列的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行第二次過濾,從而能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)制粘貼操作的圖像取證,并且實(shí)現(xiàn)了同一幅圖像的多區(qū)域復(fù)制粘貼操作的取證和定位,有較強(qiáng)的魯棒性。4.提出了基于小波變換和塊均值的針對(duì)復(fù)制粘貼操作的圖像取證算法為了進(jìn)一步地減少復(fù)制粘貼操作取證算法的復(fù)雜度,本章在擴(kuò)展塊算法的基礎(chǔ)上先對(duì)圖像進(jìn)行了一級(jí)小波變換,得到LL子圖像,然后對(duì)LL子圖像進(jìn)行分塊處理,第一次的特征值是奇異值分解后得到特征值,通過該類特征值過濾掉較多無關(guān)的塊,然后對(duì)保留下的塊采用均值操作后組成新的矩陣再進(jìn)行奇異值分解獲取奇異值作為特征進(jìn)行第二次過濾,實(shí)現(xiàn)復(fù)制粘貼操作的圖像取證,這種方法更大程度地減少了算法的復(fù)雜度,用較少的特征來表示每一個(gè)塊,通過實(shí)驗(yàn)分析該算法在進(jìn)一步減少復(fù)雜度的同時(shí)較好地實(shí)現(xiàn)了同一幅圖像的多區(qū)域復(fù)制粘貼操作的取證和定位,并且能夠抵抗常用的操作,具有一定的魯棒性。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP309.7;D918.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 邢燕;四元數(shù)及其在圖形圖像處理中的應(yīng)用研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2768860