基于壓縮感知的圖像哈希算法

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1、￣單位代碼１０６０２Ｉ學(xué)號(hào)２０１３０１１５３６分類(lèi)號(hào)ＴＰ３９１密級(jí)公開(kāi)心＇＞獅＾呼藏序Ｖ：；＾ＧＵＡＮＧＸＩＮＯＰＭＡＬＵＮＩＶＥＰＳＩＴＹ碩幸學(xué)化＾文基于壓縮感知的圖像哈希算法ＩｍａｅＨａｓｈｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＣｏｍｒｅｓｓｉｖｅＳｅｎｓｉｎｇｐｇ學(xué)院：計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息王程學(xué)院專(zhuān)業(yè)：計(jì)算化應(yīng)用技術(shù)研究方向：圖像處理年級(jí)：２０１３級(jí)研究生：劉孰指導(dǎo)教師：唐振軍教授完成日期：２０１６年５月基于壓縮感知的困像哈希算法專(zhuān)業(yè)乂妳：計(jì)貧機(jī)應(yīng)巧技術(shù)

2、申請(qǐng)人：劉斷指導(dǎo)教師：唐振軍教授論文答辯委員會(huì)主唆委巧：＿＿＿＿＿廣西＂麻大獅±研姓學(xué)位論文基于壓縮感知的圖像哈希算法學(xué)生！劉即指導(dǎo)老師：唐振軍教授專(zhuān)業(yè)：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究方向２０１３：圖像處理年級(jí)：級(jí)摘要一圖像哈希算法是信息安全方向研究的項(xiàng)熱口課題一一。它將幅圖像映射為串短小的數(shù)字或字符序列，已普遍應(yīng)用于圖像認(rèn)證、圖像索引、圖像檢索和數(shù)字水印等方面。圖像哈希算法具有兩個(gè)基本的性質(zhì)一，分別為感知魯椿性和唯性。感知魯棒性是指視覺(jué)內(nèi)容相同或相似的圖像，盡管它們的具體數(shù)據(jù)值可能存在差異，

3、但應(yīng)該獲得相似或者相同的哈希，該是與傳統(tǒng)密碼學(xué)中哈希算法的不同之處值。傳統(tǒng)密碼學(xué)的哈希算法可Ｗ將任意輸入數(shù)一據(jù)映射成固定長(zhǎng)度的數(shù)字序列，即使只改變輸入數(shù)據(jù)的個(gè)比將也會(huì)導(dǎo)致輸出值劇烈變化。一在日常應(yīng)用中，常用的數(shù)字圖像處理有圖像增強(qiáng)、圖像壓縮、幾何變換等系列操作，送些操作會(huì)改變圖像的具體表示數(shù)據(jù)，但并不改變圖像的視覺(jué)本質(zhì)內(nèi)容，因此圖像哈希值基本保持不變。對(duì)于視覺(jué)上差異較大的圖像，其哈希值應(yīng)完全不同，即，圖像哈希算法應(yīng)具有較好的唯一性。所Ｗ傳統(tǒng)密碼學(xué)哈希算法只適合于文本數(shù)據(jù)，對(duì)于圖像等多媒體數(shù)據(jù)，則需要設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)新的哈

4、希算法。此外，圖像哈希算法應(yīng)用于圖像篡改檢測(cè)等領(lǐng)域時(shí)，圖像哈希值應(yīng)該具有安全性一，即用不同密鑰控制同幅圖像的哈希提取，將得到完全不同的哈希值。，＾＾壓縮感知、顏色向量角和環(huán)形分割為切入點(diǎn)本文＾數(shù)字圖像作為研究對(duì)象１，研究圖像哈希新技術(shù)，提出了兩種圖像哈希算法，目日，基于壓縮感知和顏色向量角的圖像哈希算法Ｗ及基于壓縮感知和環(huán)形分割的圖像哈希算法。主要研究?jī)?nèi)容如下：１．基于壓縮感知和顏色向量角的圖像哈希算法化縮感知是種有效的數(shù)據(jù)降維為法，可通過(guò)測(cè)量矩陣將數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)降維操作，從而得到高效的數(shù)據(jù)壓縮。對(duì)于彩色圍像而言，亮

5、度變化對(duì)顏色向量角的影響較小，但對(duì)色調(diào)變化關(guān)聯(lián)性大。與ＲＧＢ顏色空間的歐氏距離相比，顏色向雖角對(duì)兩種顏色間的感知差異的評(píng)價(jià)更為有效，能夠有效地捕捉顏色感知差異?；冢咨峡紤]，提出聯(lián)合利用壓縮感知和顏色向量角來(lái)設(shè)計(jì)圖巧哈希算法。該算法先對(duì)困像進(jìn)行預(yù)處理，建立規(guī)范化圖像，這是提取穩(wěn)健特征的前提條件，巧后計(jì)算規(guī)范化圖像對(duì)應(yīng)的顏色向量角矩陣，隨后將該矩陣進(jìn)行分塊，再將每個(gè)分塊進(jìn)行壓縮感知，最后由測(cè)量向量的算術(shù)平均值得到哈希序列。大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法能夠抵抗常見(jiàn)的數(shù)字國(guó)像操作，如縮放、水印嵌入、伽瑪校正、亮度、一對(duì)比度調(diào)整

6、、高斯低通濾波和小角度旋轉(zhuǎn)，并具有較好的唯性和安全性。Ｉ廣西Ｉ麻大獅±＾＾學(xué)位論文２．基于壓縮感知和環(huán)形分割的圖像哈希算法?？紤]到大多數(shù)哈希算法對(duì)旋轉(zhuǎn)變換敏感，而圖像的環(huán)形分割能較好抵抗旋轉(zhuǎn)操作為此。該算法先對(duì)輸入圍像進(jìn)行預(yù)處理，，利用環(huán)形分割來(lái)建立巧抗旋轉(zhuǎn)操作的國(guó)像哈希算法再用環(huán)形分割提取各圓環(huán)區(qū)域內(nèi)的像素集合，分別對(duì)這些集合數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮感知測(cè)量，最后通過(guò)計(jì)算測(cè)量向量和隨機(jī)向量的內(nèi)積來(lái)構(gòu)造哈希值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法不僅對(duì)ＪＰＥＧ壓縮、縮放、對(duì)比度和亮度調(diào)整等常見(jiàn)操作具有較好魯棒性，而且也對(duì)任意角度旋轉(zhuǎn)變換

7、０Ｃ曲Ｍ－－穩(wěn)健，ＣＳ算法、ＧＦＬＶ法和。民線對(duì)比結(jié)果表明該算法的分類(lèi)性能優(yōu)于ＦＱ算ＲＴ－ＤＣＴ算法。關(guān)鍵詞：，，顏色向量角圖像哈希壓縮感知，環(huán)形分割ＩＩ廣西麻大娜±硏觸學(xué)位論文ＩｍａｅＨａｓｈｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＣｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅＳｅｎｓｉｎｇｇＳｔｕｄｅｎｔ：ＫａｉＬｉｕＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＺｈｅｎｊｕｎＴａｎｇＭａｏｒＡｔＴＲＡＩ２０１３ｊ：Ｃｏｍｐｕｔｅｒｐｐｌｉｃａｉｏｎｅｃｈｎｏｌｏｇｙｅｓｅａｒｃｈｒｅａ：ｍａｅｒｏｃｅｓｓｉｎＧｒａｄｅ：

8、ｇｐｇ乂ｂｓ化ａｃｔＩｍａｇｅｈａｓｈｉｎｇｉｓ泣ｎｅｗｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎ化６ｆｉｅｌｄｏｆｍｕｌｔｉｍｅｄｉａｉｎｆｏｒｍ