图像感知哈希技术的研究与实现

1144766066 · 发表于 2022-4-6 12:50:48

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近年来，多媒体和网络技术发展迅速，使得多媒体产品的存储、处理和传输变得越来越方便和快捷。多媒体的真实性和版权保护已引起人们的广泛关注。感知哈希技术建立了多媒体感知信息层面到其感知摘要之间地映射，使看/听起来相似的媒体对象具有相似的感知哈希值，它对常规信号处理操作表现鲁棒的同时，具备对多体感知内容篡改操作的敏感性。感知哈希技术是新兴的研究方向，可以用于多媒体认证与鉴别、内容索引与分析、数字水印、大规模媒体库管理、以及拷贝检测等诸多领域。本论文针对用于图像内容的完整性验证中的感知哈希理论、构造策略、具体算法设计进行了研究。设计及实现了一个图像感知哈希系统，对感知哈希中的特征提取、特征压缩等算法进行了改进，并重点对检测图像的局部篡改做了分析，提出了基于均值漂移的聚类算法及基于聚类密度的图像完整性判定方法来判定图像是否被篡改。主要成果如下：1、快速的鲁棒特征点提取方法。针对高维特征点的描述子生成算法的复杂度较高及需要的硬件资源较多，本论文在使用原SURF特征点的基础上，提出了一种基于二进制的特征描述子压缩算法，通过实验结果证明本算法在没有明显减低特征点匹配率的情况下，有效地提高了特征点地匹配速度和降低了内存需求。2、未匹配特征点分布及判定准则。针对单纯利用特征点匹配的方法往往会得出错误的判断，本论文提出了一种基于均值漂移的未匹配特征点聚类算法来解决局部篡改题目，并定义了基于聚类密度的图像完整性判定方法，实验证明，对于在图像的篡改非常小的情况下的图像完整性判定，准确度大大提高。3、综合本论文中的算法，设计及实现了一个图像感知哈希系统。仿真实验证明，本系统在容忍一定错检率的情况下，能对各种常规处理（如高斯噪声、图像旋转、Jpeg压缩、PNG压缩等）鲁棒，同时对图像的局部小范围篡改较为敏感，可以较好的解决图像的完整性判定题目。最后，论文分析了本文研究中还存在的题目，并指出了进一步的研究方向。

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