数字图像处理新技术

数字图像处理新技术数字图像处理的应用图像处理的主要应用领域图像处理在数字水印中的应用基于内容的图像检索图像处理的主要应用航天和航空技术方面的应用生物医学工程方面的应用通信工程方面的应用工业和工程方面的应用军事公安方面的应用文化艺术方面的应用基于互联网的图像系统互联网图像系统的结构互联网图像系统的研究方向解决图像数据大与网络带宽窄的问题与信息安全、版权保护相关的图像问题静止、活动图像的存储与检索的问题图像创建图像管理（Server）图像访问（浏览器）图像处理在数字水印中的应用数字水印随着因特网在各个应用领域的蔓延，多媒体数字作品（图像、视频、音频等）纷纷以网络形式发表，这些作品的版权保护就成为一个迫切而又比较困难的问题数字水印（digitalwatermarking)是解决这一问题的有效办法如何通过数字水印实现版权保护定义：通过在原始数据中嵌入秘密信息——水印(watermark)来证实该数据的所有权。形式：这种被嵌入的水印可以是一段文字、标识、序列号、其他图像等，而且水印通常是不可见或不可察的，它与原始数据紧密结合，并隐藏其中，成为源数据不可分离的一部分。特性：水印信息应该能够在经历了某些不破坏原始数据的操作（如压缩等）后仍然保存下来。数字水印系统模型水印信号嵌入密钥载体数据水印载体数据水印信息水印嵌入算法密钥载体数据水印载体数据水印信息水印嵌入算法数字水印系统模型水印信号的提取密钥原始载体数据水印信息水印提取算法水印载体数据数字水印系统模型水印信号的检测原始水印信息密钥原始载体数据水印信息水印提取算法水印载体数据水印检测水印技术与信息隐藏技术水印技术是信息隐藏技术的一个分支水印技术和信息隐藏技术的差异：如果隐藏的信息被破坏，对于信息隐藏技术而言，因为秘密信息并未泄漏，系统可以认为是安全的；但对于数字水印系统来说，隐藏信息的丢失，意味着版权信息的丢失，从而失去了版权保护的功能，因此，这样的系统是失败的数字水印技术的技术特性鲁棒性(robustness)不因图像文件的某些改动而导致隐藏信息丢失的能力。如传输过程中的信道噪声、滤波采样、有损压缩编码、D/A或A/D转换不可检测性(undetectability)指隐藏载体与原始数据具有一致的特性。如具有一致的统计噪声分布等，以便使非法拦截者无法判断是否有隐蔽信息透明性(invisibility)利用人类视觉系统特性，经过一系列隐藏处理，使目标数据没有明显的质量下降，隐藏数据也不会被发现安全性(security)指隐藏算法有较强的抗攻击能力，隐藏信息不易破坏数字水印技术的技术特性自恢复性由于经过一些操作或变换后，可能会使原图产生较大的破坏，如果只从留下的片段数据，仍能恢复隐藏信号，而且恢复过程不需要宿主信号，我们就说这样的算法具有自恢复性高通滤波直方图均衡化锐化处理数字水印技术的技术特性自恢复性平滑处理JPEG压缩JPEG2000压缩数字水印的典型算法空域算法早期的数字水印算法以空域算法为主。空域算法通常比较简单，运算量小。缺点是抵抗攻击的能力往往会比较弱。Schyndel算法是空域算法（Schyndel算法是Schyndel等人在1994年提出，就数字水印技术领域而言，它可以说是具有一定程度的始祖意义）数字水印的典型算法Schyndel算法：首先把一个密钥输入到一个m-序列发生器来产生水印信号，然后此m-序列被重新排列成2维水印信号，并按象素点逐一插入到原始图像象素值的最低位。由于水印信号被安排在最低位，因此可以满足不可见性。数字射水印掩的典斜型算乏法频域吧算法陕：把源移数据独经过卷某种研变换其（例抵如DC贩T变换疾）之洲后，估对频企域数予据嵌弃入水鼻印信倘息。频域脆算法芝通常雷比较块复杂价，运柜算量获大。其但抵难抗攻舒击的辈能力打往往顶会强滩一些蛮。目前晓比较讽主流香的频驼域算日法包橡括DC粘T域数笑字水秀印算古法、题小波毅域数眨字水陶印算堆法等DC要T域数圆字水烈印算傲法添加蚕水印服的算框法首先睡把图声像分催成8孙×8悬的不渴重叠嚷象素哲块对每戚块数发据做DC故T变换等，得践到DC劲T系数衣组由密唐码控胶制选丹择一餐些DC脱T系数曲，对锈这些呜系数波进行篇微小倍变换叠以满颤足特罩定的叶关系局。提取阳水印钥的算腥法在水慈印提胶取时缴，选煤取相袭同的DC慕T系数并根楼据系绕数之胸间的养关系宪抽取个特定童信息四。算法凳分析数据脖改变也的幅群度比群较小持，透乞明性挨好。抵抗虑几何熔变换修攻击设的能挂力会凝比较菊弱。数字镰水印秆的典听型算挨法压缩库域算和法基于JP释EG宅、M单PE诊G标准怪。水印暗信号音的嵌祸入、巩提取越、检耳测直蛛接在岭压缩姓域数珍据中鞭进行槽。节省愉了解肃码和朴重新劫编码完的过卷程内容绿检索井与内素容匹撕配当我研们的匠数字晕图像轮数量蜜很多倚时（矛达到肥上千意张、贸甚至呆上百舌万张涌），鲁如何砌快速悼有效耐地找北到需闹要的骆数字冷图像爱是一箩项有投挑战海性的丝式工作那么贷，如浊何利熊用计急算机鲁辅助左检索筛图像黑呢？裤（与预文本旗检索告不同嚷，图奴像与售图像蓄之间熟的比结较是滑一个升复杂释的问禁题）传统棕的图难像检恋索方香法通过仁图片迹的元鸽数据仗或标搁引文杯字进聪行检源索例：挖图像雹元数响据宽度掀/高套度：说21斧0/哑17毁2内容战：6液个有贱草的竞玻璃犬瓶、例3个城瓶有这红色带液体揭、3纪个瓶防有透键明液浆体主题望：玻挖璃瓶弯与草背景帝：淡童灰传统喷的图急像检上索方诞法标引乌文字肾的检燥索的颠局限签性是搬：图片地的标年引文柜字主拐要靠阵人工愤输入悦。对童大数艺据量茫的场安合（笑如We是b资源流、数浩字图黄书馆飞等）抗应用劣困难标引冒文字唇无法腐精确污完整粗的刻驰画图院片内类容文字嫂描述墓一维怪线性距的媒怀体，爬而图础片是斑二维耗非线问性的刊媒体生成槐或利亏用元惯数据腹的过欧程实划质是牌在两膏种差大异很走大的姑媒体速间的安翻译拴过程面，有销很大始的随牧意性初和信湖息损懂失基于祥内容弓的图忽像检聋索方谜法一图脚胜千富言，揉考虑跳绕过平这些古转换秒（翻饥译）赌过程晕直接佛利用窑图片冲去检也索图撇片，像这就城是基撞于内税容的括图像血检索凑（CB越IR浊，C迟on榆te蛛nt祖-B蹲as攻ed劝I痕ma居ge魂R巷et挖ri壮ev姿al商）的出这发点90年代揭初，杜国际调上就捷开始射了对睡基于黑内容撞的多稿媒体孕信息辆检索陆方面甘的研骄究大量辨原型赴系统泪已经悬推出弯,技雾术正忧在逐寻步走趴向成液熟，罚已经快出现饥一些蛛商用锁系统狡。商用穿系统箩如：IB还M的QB胳IC蚕、Vi蓬ra炊ge的VI集R敲Im绣ag挪e庙En观gi盾ne埋。原型非系统觉如：UC筑B的Bl燥ob涌Wo露rl瓣d（形状软）、St善an泊fo洲rd的系队统（亩颜色轻）。检索掏效果晴仍需今改进基于述内容妻的图控像检索忘系统基于斗内容湿的图庙像检订索系构统结镇构图片输入模块…查询处理模块特征匹配模块数字图像库特征索引库特征提取模块基于挨内容悔的图巡寿像检索浅系统基于省内容振的图碧像检茎索流挡程基于菊内容资的检快索通蚊过与陈用户枣交互够的方船式郊,对关查询这结果请逐步绒求精于,做检索宅经历席了一畏个特田征调蚊整、品重新咱匹配乒的循薪环过粒程逐步筛选、求精特征调整生成查询要求输入图像返回结果图像相似性匹配返回初步结果基于俘内容轨的图境像检索亿系统基于怒内容引的图勒像检离索系皆统的蜻4种蛙检索爹方式利用幸图片惭样本孤检索禁（Qu计er逐y梁By铺E弊xa搭mp吃le给）可以沫由用耕户准窄备图间片样和本可以柜在图元片库拾中浏危览系统峡给出疗各类饰代表膝图像从系化统中粒随机稻抽取饰（检县索是构一个椒逐步茧求精稠的过掌程）利用惧草图琴检索利用位图像贼特征猾模板肥检索如颜蒜色特献征模既板，施指定夸各种车颜色嫂的比及率等盏。以上鞭方式裹结合先用赞草图质或指劣定特猫征获机取图粗片样举本，驾再用弃图片慨样本目检索举例化：用喇颜色挠特征配模板展进行测检索左侧的就是一个颜色模板内容蒸匹配彩的主惹要策扛略颜色辰特征递匹配基本难原理亲：颜塔色具齿有一衣定的丙稳定窄性。削在许侄多情驴况下铸,谊颜色第是描状述一匆幅图胡像最弹简便烂而有衬效的宗特征捎。用唱图像费的颜渠色信博息作命为图庭像之棒间进薪行匹纽奉配的碑特征猾依据瓶。颜色颂比率强匹配颜色塘布局岛匹配色彩乔空间新匹配颜色充比率摩匹配颜色造比率隔匹配补举例并2：反从1押万张驳图片贩中检砌索的萌结果颜色炉比率百匹配颜色第比率言匹配它举例恳2：斩从1贸万张谎图片捧中检庭索的缺结果颜色雅布局且匹配颜色愁布局差匹配予举例坝1：毙从1鹅万张惧图片谨中检咳索的勤结果颜色浅布局旋匹配颜色纳布局抗匹配河举例亚2：底从9很01垦张图勉片中她检索陷的结筛果纹理翁特征局匹配均匀切度反贝映纹弦理的尸尺寸纹理赖特征津匹配对比投度反它映纹愚理的计清晰麻度纹理努特征从匹配方向验反映幼实体裳是否兼有规畅则的父方向群性纹理套特征躁匹配纹理否特征刮匹配粪举例会1：彻从1蚀万张死图片段中检郑索的缎结果纹理撑特征效匹配纹理讽特征因匹配众举例旅2：意从1沃万张荡图片蚁中检肿索的焦结果形状翅特征红匹配基本络原理形状寇是刻复划物望体的精本质娃特征