[發(fā)明專利]基于多維超復數(shù)連續(xù)正交矩的光場圖像零水印方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2022-06-27
• 公開（公告）號: CN115082280A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設計）人: 王春鵬;張清華;夏之秋;馬賓;周琳娜;張強;李琦;李健;韓冰;王曉雨
• 申請（專利權）人: 齊魯工業(yè)大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

本發(fā)明涉及光場圖像零水印技術領域，提供了基于多維超復數(shù)連續(xù)正交矩的光場圖像零水印方法及系統(tǒng)，包括：響應于零水印構造指令，獲取四維光場圖像，選取超復數(shù)，并獲得若干種多維超復數(shù)連續(xù)正交矩，通過光場圖像零水印算法進行處理，得到若干種二值特征圖像，并將每種二值特征圖像變換加密，得到光場零水印圖像；響應于零水印驗證指令，獲取待驗證四維光場圖像，采用零水印構造過程中的超復數(shù)和若干種多維超復數(shù)連續(xù)正交矩，通過光場圖像零水印算法進行處理，得到若干種待驗證二值特征圖像，并將零水印構造過程中得到的光場零水印圖像進行逆變換解密后，與待驗證二值特征圖像，進行一致性計算。實現(xiàn)了對四維光場圖像的無損版權保護。

技術領域

本發(fā)明屬于光場圖像零水印技術領域，尤其涉及基于多維超復數(shù)連續(xù)正交矩的光場圖像零水印方法及系統(tǒng)。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

光場圖像相對于傳統(tǒng)圖像包含更豐富的信息，利用這些信息可以靈活地計算合成圖像。近年來，對于光場圖像的研究受到了廣泛關注，在光場圖像重構、壓縮、超分辨率以及深度估計等方面取得了大量成果。但是，光場復雜的結構也讓其版權保護變得更困難，現(xiàn)有的水印方法一些將光場圖像轉換為二維圖像，用以往二維圖像的水印方法保護光場圖像，改變了光場圖像的結構；并且在魯棒性方面表現(xiàn)較差，無法有效抵抗各類攻擊；另一方面，水印信息的嵌入，造成了光場圖像的信息損失，對光場圖像造成了不可逆的破壞。

對于圖像矩的研究，近年來也得到了巨大發(fā)展。超復數(shù)矩的引入將圖像矩的應用領域進一步拓寬，適用于彩色圖像的四元數(shù)矩，適用于立體圖像的三元數(shù)矩和八元數(shù)矩，適用于多視角彩色圖像的十六元數(shù)矩接連被提出。利用超復數(shù)的虛部可以編碼具有多個通道的圖像，并將其以超復數(shù)矩陣的形式表示。將超復數(shù)計算規(guī)則和圖像矩原理結合，即可求得具有復雜結構圖像的超復數(shù)矩。但是，超復數(shù)矩存在一些缺點，由于超復數(shù)只存在特定的維數(shù)，例如三元數(shù)、四元數(shù)、八元數(shù)等，當需要處理特定通道數(shù)量的圖像時，需要舍棄部分虛部，導致計算的冗余。例如，采用八元數(shù)矩處理彩色立體圖像需要舍棄一個八元數(shù)的虛部。另外，超復數(shù)復雜的計算規(guī)則讓超復數(shù)矩的計算時間大大增加。

多通道矩是傳統(tǒng)圖像矩推廣的另一個方向，計算具有多個通道的圖像的多通道矩可以得到一個三維復數(shù)張量。根據(jù)圖像通道數(shù)可以靈活控制多通道矩張量的大小，不存在計算冗余，大大降低了計算的時間復雜度。多通道矩雖然在一定程度上讓圖像矩的應用更靈活，卻無法應對更為復雜的圖像結構。現(xiàn)有的圖像矩無法處理具有四維結構的光場圖像，將光場圖像映射到二維空間是目前的普遍做法。但是將光場圖像映射到二維空間改變了光場圖像的結構特點，無法體現(xiàn)光場圖像的多維優(yōu)勢。

盡管超復數(shù)矩和多通道矩在處理具有多通道結構的圖像中發(fā)揮著重要作用，但它們無法應對更復雜的圖像結構。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述背景技術中存在的技術問題，本發(fā)明提供基于多維超復數(shù)連續(xù)正交矩的光場圖像零水印方法，在多維空間中擴展超復數(shù)連續(xù)正交矩(hypercomplexcontinuous orthogonal moments,HCOMs)，構造多維超復數(shù)連續(xù)正交矩(multi-dimensional hypercomplex continuous orthogonal moments，MHCOMs)，可用于處理四維光場圖像，實現(xiàn)對四維光場圖像的無損版權保護。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

本發(fā)明的第一個方面提供基于多維超復數(shù)連續(xù)正交矩的光場圖像零水印方法，其包括：

響應于零水印構造指令，獲取四維光場圖像，根據(jù)四維光場圖像的結構特點選取超復數(shù)，并獲得若干種多維超復數(shù)連續(xù)正交矩，通過光場圖像零水印算法對所述四維光場圖像進行處理，得到若干種二值特征圖像，并將每種二值特征圖像變換加密，得到光場零水印圖像；