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基于极谐傅里叶矩的鲁棒可逆信息隐藏方法研究

基于极谐傅里叶矩的鲁棒可逆信息隐藏方法研究

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作者：陶中泉齐鲁工业大学

学位级别：硕士

鲁棒可逆信息隐藏技术(Robust Reversible Data Hiding)作为信息隐藏技术中的一种,同时拥有着可逆与鲁棒信息隐藏技术的优点。当图像在传输过程中未受到攻击时,该技术可以在提取完图像中嵌入的秘密信息后,无损的恢复载体图像;即使图像... 详细信息

鲁棒可逆信息隐藏技术(Robust Reversible Data Hiding)作为信息隐藏技术中的一种,同时拥有着可逆与鲁棒信息隐藏技术的优点。当图像在传输过程中未受到攻击时,该技术可以在提取完图像中嵌入的秘密信息后,无损的恢复载体图像;即使图像在传输过程中被攻击,虽无法恢复载体图像,但仍能正确提取嵌入的秘密信息。现有的鲁棒可逆信息隐藏算法虽然可以很好的抵抗一些常见的攻击,例如JPEG压缩、高斯噪声等,但是对几何变形攻击(旋转、缩放等)敏感,轻微的几何变形攻击就会导致秘密信息无法正确提取,因此本文提出了基于极谐傅里叶矩的鲁棒可逆信息隐藏算法可以有效的抵抗几何变形与非几何变形攻击。另外,目前图像数量与数据库数量爆炸式增长,图像检索成为了人们日常生活中所必须的功能,然而传统的人工标注效率低下并掺杂大量主观因素,已不能满足使用需求。针对这一问题本文提出了基于极谐傅里叶矩的可逆认证信息隐藏的鲁棒图像检索技术。具体工作如下:(1)提出了一种基于极谐傅里叶矩(PHFMs)的高性能鲁棒可逆信息隐藏算法。首先利用极谐傅里叶矩的反几何变换和高保真性,将图像变换到其频域进行信息嵌入,然后,本文设计了一种整数量化索引调制技术(integer-QIM),只将秘密信息嵌入到PHFMs系数的整数部分中,通过最小化载密图像与原始图像之间的差异来减小补偿数据的长度。同时,采用二维可逆信息隐藏算法可逆的嵌入补偿数据,减小了因补偿数据嵌入而导致的图像失真。大量实验表明,本文所提算法具有较高的图像质量与较强的抗几何变形攻击能力。通过对比实验可知所提出的基于极谐傅里叶矩的鲁棒可逆信息隐藏算法优于目前最先进的技术。(2)本文提出了基于极谐傅里叶矩的可逆认证信息隐藏的鲁棒图像检索技术。首先利用基于极谐傅里叶矩的鲁棒信息隐藏算法为不同数据集不同类别的图像分别嵌入不同的认证信息,避免查询图像不属于将要查询的数据库,造成资源浪费。在图像特征提取阶段设计了一种具有灰度不变性与旋转不变性的边缘局部二值模式D-LBP提取图像的纹理特征,然后通过计算图像的高阶极谐傅里叶矩来表达图像的形状特征,据我们所知,这是首次将极谐傅里叶矩应用到图像检索领域中。最后使用彩色微观描述符cl-MSD来捕捉图像的颜色特征。在实验部分,使用Corel-1K与Corel-5K数据集对该方法的性能进行评估测试。实验结果表明,该方法可以更准确的检索到与查询图像相似的图像。与之前方法相比,平均检索精确率与平均检索召回率均有所提升。

关键词：极谐傅里叶矩鲁棒可逆整数量化索引调制图像检索边缘局部二值模式

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