感知哈希及其在圖像認證領(lǐng)域的應用研究.pdf

1、如何對圖像內(nèi)容進行識別并確保它的真實性和完整性是信息安全領(lǐng)域的研究熱點。圖像感知哈希通過合理方法對圖像數(shù)據(jù)進行降維處理，用能夠表示圖像本質(zhì)內(nèi)容的感知摘要來表征原始圖像。感知摘要具有數(shù)據(jù)量小、對感知內(nèi)容魯棒等特點，廣泛應用于圖像識別和認證領(lǐng)域。本文首先討論了當前感知哈希存在的幾處不足，并針對性的提出了一種新的感知哈希解決方案，然后就如何將本文感知哈希應用于圖像認證領(lǐng)域做了一些研究探索工作。創(chuàng)新成果概括如下：
　　（1）針對當前幾種主

2、流感知哈希算法存在的若干不足，如對旋轉(zhuǎn)魯棒性不強、光滑區(qū)域提取不到足夠特征信息、對顏色篡改區(qū)分能力不佳等問題，提出了一種基于WLD特征和Zernike矩的感知哈希算法。算法首先引入Zernike矩對角度歸一化，然后在圖像分塊的基礎(chǔ)上提取WLD特征，并依次對其進行量化、編碼和加密操作從而生成魯棒的感知摘要，最后通過漢明距離來模擬圖像匹配問題。實驗證明，本文感知哈希算法具有良好的區(qū)分性和魯棒性，尤其對伽馬校正和幾何旋轉(zhuǎn)的魯棒性比對比算法明顯

3、更具優(yōu)勢；另外，算法還能夠有效彌補與改善當前感知哈希存在的一些性能缺陷和不足。
　　（2）在上述工作基礎(chǔ)上，提出了一種基于WLD感知哈希的圖像來源認證算法。算法首先生成魯棒、安全的水印信息，然后基于扇形分塊將水印嵌入各子塊的DCT中頻區(qū)域，最后按照盲水印認證流程得出認證結(jié)果。實驗表明，該方案對水印的不可見性較好，在魯棒測試中對各項操作表現(xiàn)出一定的頑健性，其中對伽馬校正和剪切的魯棒性最佳，進一步驗證了WLD感知哈希具有良好魯棒性的同

4、時也得出其適用于認證圖像來源問題的結(jié)論。此外，該算法消除了認證過程中對載體圖像的依賴，更符合來源認證的需求。
　　（3）針對目前基于特征點的取證算法在光滑區(qū)域提取不到足夠特征信息這一不足，提出了一種用于檢測復制-粘貼圖像篡改的WLD內(nèi)容認證算法。算法用WLD特征的方向角分量刻畫重疊劃分的子塊紋理特征，通過字典排序減少匹配搜索空間，最后用主轉(zhuǎn)移向量思想和數(shù)學形態(tài)學方法標識篡改定位結(jié)果。實驗結(jié)果表明，算法能夠檢測出一處和多處區(qū)域復制-