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大数据环境下的图像安全保护系统研发与应用

行业:软件开发

类型:待完善

成熟度:资料待完善

交易方式: -

应用领域:电子信息

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技术内容

1.课题来源与背景 随着大数据技术的快速发展,数字图像已成为多媒体大数据的主要数据,其版权保护问题已经引起国内外学者的高度关注。虽然国内外对数字水印技术进行了大量而卓有成效的研究,解决问题的方法也有很多可借鉴之处,但是直接针对多媒体大数据的版权保护、数据溯源,面向高实时、高隐蔽、强鲁棒的彩色图像数字水印的理论和方法还相当缺乏。当前,支持多媒体大数据环境下的数字水印技术研究仍处于起步阶段,在国内外多媒体大数据安全问题日益严峻的背景下,进行该方面的理论研究和技术推广是十分必要和迫切的。 2.研究目的与意义 本项目针对多媒体大数据环境下出现的版权保护、数据溯源等新问题,利用多媒体大数据具有的高度冗余性,提出基于矩阵分解的融合域高性能彩色图像水印新方法,突破传统水印算法实时性差的瓶颈,不仅为研究多媒体大数据中的图像水印提供强有力的理论支撑,而且其成果可以进一步被扩展、推广到视频水印领域,具有很好的应用前景。本项目立足科技发展前沿,研究目标明确,学术思想新颖,具有重要的理论价值和现实意义。 3.主要论点与论据 (1)研究了基于融合域的高实时性彩色图像水印新方法 融合空域水印算法和变换域水印算法各自不同的优点,研究SVD、Schur及QR分解的个别系数可以在空域中实现而无需在相应变换域中实现的特殊情况,这样可以在空域中快速求得相应的系数而缩短变换时间,并进行相应水印嵌入与提取方法研究。 (2)研究基于矩阵分解的高不可见性彩色图像水印新方法 分别研究矩阵SVD、Schur分解及QR分解所得的矩阵系数特性,择优确定最相近的两个系数或直接定位到最大能量元素所在的位置,运用系数微调或量化调制技术进行水印嵌入与提取方法的研究。 (3)研究抗几何攻击的高鲁棒性彩色图像水印新方法 首先,根据特征值分解的特点,得到像素块的全部特征值,并通过对特征值绝对值的和进行量化来完成数字水印的嵌入和盲提取;其次,可根据含水印图像的几何属性,矫正多种几何攻击后的图像。 4. 创见与创新 (1)结合空域、变换域水印算法各自的优点,提出在空域中实现变换域的融合域彩色图像数字水印方法,提高算法的实时性; (2) 借助矩阵分解后的因子关系,兼顾水印的鲁棒性要求,设计基于矩阵分解补偿与优化的高不可见性彩色图像水印方法; (3)构造图像边缘提取算子,提出基于图像边缘像素特征的抗几何攻击鲁棒性水印算法,提高大容量彩色图像数字水印的鲁棒性。 5.取得的标志性成果整体情况 项目组认真按照任务书约定的内容,严格遵照既定的技术路线,积极围绕研究内容展开研究;在研究过程中适时发现新问题、探究新技术,得益于项目资助支持,超额完成项目预期任务指标,取得了以下重要研究成果:获得计算机软件著作权4(>1)项;公开发表高水平学术论文11(>0)篇;授权发明专利6(>5)项;获山东省高校成果三等奖1(>0)项、山东省研究生优秀成果三等奖1(>0)项,已完成项目的立项报告、进展报告、科技报告(=3),至此超额完成申请书中所有预定目标。 6. 应用及成果转化前景 在项目实施过程中,积极进行科技成果转移转化工作,现已将部分专利与烟台东方威思顿电气有限公司进行合作转化成应用成果,在该公司的数字版权保护中发挥积极作用。随着国家数字安全意识的日益提高,数字版权保护的需求日趋增多,四川宇飞信息工程有限责任公司的迅猛发展及其对行业国标的制定充分证明了数字水印广泛应用的重要意义,本项目提出的高性能彩色图像数字水印具有较好的应用前景,具有一定的工程应用价值。 7.科学意义 研究并发现了空域与变换域特殊情况下的融合机理,在空域中快速实现变换域数字水印算法(简称融合域数字水印算法),这样水印嵌入与提取无需进入复杂的变换域而在空域中即可完成,缩短了水印嵌入与提取的运行时间,该融合机理的研究发现具有重要的科学意义。