[發(fā)明專利]一種基于三維特征和能量變化特征的圖像哈希獲取方法

有效

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• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112232428B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙琰;袁曉冉;趙倩
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電力大學(xué)
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46;G06K9/62;G06F16/51;G06F16/583;G06T7/00
• 代理公司: 南京禹為知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 王曉東

本發(fā)明公開了一種基于三維特征和能量變化特征的圖像哈希獲取方法，包括對輸入圖形進行預(yù)處理；利用所述預(yù)處理后的圖像進行二次圖像的生成；對所述二次圖像進行不同三維視角下的全局特征提取和進行能量局部特征提取；對所述全局特征和能量局部特征進行聯(lián)合獲取中間哈希序列，并利用偽隨機數(shù)序列對所述中間哈希序列重新排列，得到最終的哈希序列。提高了算法的區(qū)別性性能，并且對常規(guī)的幾何失真具有較好的魯棒性，分類性能好、運行效率高、哈希序列緊湊、還具有不錯的局部篡改檢測能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像檢測的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于三維特征和能量變化特征的圖像哈希獲取方法。

背景技術(shù)

由于互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以及免費的圖像編輯軟件的快速發(fā)展，數(shù)字圖像的編輯和傳播變得輕而易舉，其中不免包括惡意編輯和非法傳播，比如對原始圖像進行拷貝編輯后進行商業(yè)盈利；通過大肆傳播惡意篡改圖像損害組織或個體的聲譽，所以圖像認證、圖像檢索變得愈發(fā)重要。圖像哈希是一種將人類對圖像的視覺感知轉(zhuǎn)換為短字符進行表示的方法，短字符并不隨圖像的具體數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式的變化而發(fā)生改變，并且所需存儲空間小，所以圖像哈希在圖像檢索、圖像識別、內(nèi)容認證等方面得到了廣泛應(yīng)用。在設(shè)計哈希算法時要基于以下幾點考慮：哈希算法應(yīng)能夠有效抵抗由內(nèi)容保持操作和幾何變形引起的意外失真、具有對圖像內(nèi)容惡意更改的敏感性。

由于提取圖像的特征種類不同或特征提取方式的不同，哈希算法的性能有很大差異。Khelaifi等人首先對預(yù)處理操作得到的圖像進行等面積分環(huán)操作，形成二次圖像，然后通過分形編碼提取圖像的感知特征，該算法對旋轉(zhuǎn)攻擊具有較好的魯棒性能。Tang等人將圖像的顯著圖特征和圖像的邊緣信息相結(jié)合生成二次圖像，通過對二次圖像的每個圖像塊進行壓縮感知操作提取哈希，最后通過有序度量減少存儲。Liu等人通過將小波包變換和二維離散余弦變換對圖像進行特征提取，對所提取的特征進行符號聚合近似進行數(shù)據(jù)壓縮，該算法能夠有效的根據(jù)機器狀態(tài)哈希之間的距離執(zhí)行故障診斷。Niu等人將彩色圖像的紋理-形狀特征和顏色-紋理特征相結(jié)合構(gòu)造哈希。Abdullahi等人首先對經(jīng)預(yù)處理操作得到的指紋圖像進行傅里葉梅林變換得到特征矩陣，然后利用圖像的自相似性通過分形編碼實現(xiàn)對圖像數(shù)據(jù)的壓縮處理，該算法在指紋圖像檢測方面具有優(yōu)異的性能。Sajjad等人利用豐富信息圖像塊的主DCT系數(shù)，以及邊緣灰度圖像的邊緣信息豐富塊、稀疏塊的位置信息構(gòu)造哈希，該算法實現(xiàn)了在智能工業(yè)應(yīng)用中的實時認證。Liu等人首先對圖像進行低秩表示(LRR)操作獲得具有魯棒性的低秩特征矩陣，然后對特征矩陣進行離散小波變換(DWT)，最后通過壓縮感知生成散列碼，該算法在具有較好魯棒性能的前提下，還能夠?qū)崿F(xiàn)篡改圖像的恢復(fù)。Tang等人首先隨機選取N個均值圖像塊構(gòu)造二次圖像，然后對二次圖像進行局部線性嵌入(LLE)處理，利用其嵌入矢量方差構(gòu)造哈希序列，該算法的魯棒性性能與區(qū)別性性能達到了理想的折中效果。

發(fā)明內(nèi)容

本部分的目的在于概述本發(fā)明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

鑒于上述現(xiàn)有圖像認證及圖像安全性存在的問題，提出了本發(fā)明。

因此，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：數(shù)字偽造現(xiàn)象使得圖像認證及圖像安全性降低。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：對輸入圖形進行預(yù)處理；利用所述預(yù)處理后的圖像進行二次圖像的生成；對所述二次圖像進行不同三維視角下的全局特征提取和進行能量局部特征提取；對所述全局特征和能量局部特征進行聯(lián)合獲取中間哈希序列，并利用偽隨機數(shù)序列對所述中間哈希序列重新排列，得到最終的哈希序列。