融合颜色和纹理的多特征匹配算法

传统SURF算法在对彩色图像匹配时仅基于灰度图像提取单一特征构建特征描述,在特征相似区域易导致误匹配,为提升图像配准精度,提出了一种多特征融合匹配算法.首先利用SURF算法进行特征点检测并构建特征描述符;其次,将彩色图像转换到归一化RG颜色空间,提取特征点邻域内的局部差值纹理信息,叠加到SURF描述符构成改进多特征描述...     

基于JPEG双量化特性的彩色伪造图像盲检测

现有的盲检测方法主要针对灰度图像和未压缩图像,很多算法都不能有效地检测彩色压缩伪造图像。本文提出了一种利用JPEG双量化失真特性实现彩色压缩伪造图像盲检测的方法。通过分析伪造图像的制作过程,可知由多幅JPEG图像拼接成的高质量彩色伪造图像中篡改区域和背景区域经历的双量化过程不同。根据这一特性,本文首先使用背景区域的初始量化表估计值对待检测图像进行再压缩处理,定义再压缩后图像各颜色分量的失真函数;然后根据各失真函数在图像不同区域的取值,由各颜色分量分别确定篡改区域;最后综合彩色图像各颜色分量的检测结果,最终识别出彩色图像篡改区域的位置和大小。仿真结果表明该方法不但可以有效地识别彩色伪造图像的篡改区域,而且比基于单一颜色分量的检测方法更加准确。      

像素预测误差耦合似然映射的图像伪造检测算法

为了解决当前图像伪造定位技术因使用了CFA 插值,易形成颜色插值噪声而降低分辨率,导致其难以检测微小篡改区域,使其伪造检测精度较低等不足,本文提出了像素预测误差耦合似然映射的图像伪造检测算法。首先,分析颜色滤波阵列CFA插值模型,并从图像中提取绿色分量;随后,嵌入权重因子,构造预测误差及其权重方差计算模型;根据预测误差与贝叶斯理论,定义伪造特征统计模型,识别出趋于零的特征值;最后,根据特征统计模型,建立其似然率模型,输出伪造映射,完成检测。仿真结果表明：与当前图像伪造定位机制相比,本文算法拥有更强的鲁棒性,能识别定位出微小伪造像素;且拥有更高的AUC值与理想的ROC曲线。     

基于小波变换和彩色变换的多聚焦图像融合

提出一种结合小波变换及彩色空间变换的多聚焦图像融合方法。首先把彩色图像从RGB空间变换到YIQ空间,将颜色分量与亮度分量进行分离,从而克服RGB空间各颜色分量的相关性造成融合后图像颜色信息的丢失和错乱;接着,将待融合的多聚焦图像进行小波分解以刻画图像的多尺度信息,在小波域实现融合处理。在融合策略的选取上,对高频分量与低频分量分别采取局部方差与局部梯度最大的融合规则,同时以亮度分量Y作为衡量标准,通过一致性检测对融合系数做进一步的优选,以保持融合后图像的区域连续性。实验表明,该方法的融合结果无论在视觉质量及定量指标上都明显优于传统方法。     

基于CSURF的彩色图像配准技术

提出了通过构建颜色不变量将彩色图像转换到颜色不变量空间,再构建CSURF描述符进行图像配准的方法。该算法能够充分利用彩色图像的色彩信息,相比其他大多数算法基于灰度图像的配准方法有更高的稳健性,同时继承了SURF算法良好的尺度不变性和旋转不变性,相对于SIFT算法计算量小、计算效率高。通过CSURF描述符性能测试和图像配准测试,证明CSURF算法比灰度图像SURF算法在尺度不变性和旋转不变性方面有更高的稳健性。     

面向浅层特征高频分量的深度伪造检测算法

近年来，深度伪造技术大幅提升了合成人脸的真实感，且相较于传统伪造方法，其生成的虚假视频更加难以分辨。基于深度伪造图像视觉伪影常常存在于特征提取网络浅层特征高频分量中这一特性，设计了一种面向浅层特征高频分量的深度伪造图像检测算法。针对高通滤波器的缺陷，本实验在拉普拉斯金字塔的基础上设计了一种具有更好的过滤性能的高频残差提取模块。在增强模块中，使用Convolutional Block Attention Module (CBAM)增加特征图关键区域以及关键特征通道的权重，提升特征图的空间以及通道相关性。针对深层网络中高频分量学习优先级低的问题，设计了一种图像梯度损失算法，防止高频信息随着网络的加深而丢失。将梯度中心化引入AdamW优化器，解决了深度伪造检测模型训练时间长、泛化性差的问题。所提两种模型在FaceForensics++和Celeb-DF数据集上的准确率均优于主流算法，证明了算法的有效性以及泛化性。     

区分来源和目标区域的图像copy-move伪造检测方法

Copy-move是一种常用的图像伪造手段,它通过复制图像的某一区域,移动并粘贴到同一图像的其他位置,达到掩盖重要信息或伪造虚假场景的目的。近年来,为了防止copy-move被用于违法犯罪,copy-move伪造检测技术迅猛发展,在维护社会运行秩序和信息安全方面发挥着积极作用。本文提出一种基于条件生成对抗网络(conditional Generative Adversarial Networks, cGANs)的copy-move伪造检测方法。针对图像copy-move伪造检测,该方法优化设计了cGANs的损失函数,并使用适量的弱监督样本来提升网络性能。不同于目前大部分检测算法,该方法不仅可以定位出图像中的相似区域,还可以有效区分伪造来源区域和伪造目标区域。实验结果表明,本文所提出的方法在检测准确率上显著优于现有方法。      

基于彩色二进制局部不变特征的图像配准

提出了一种适用于彩色图像的局部不变特征配准方法。特征点提取阶段,提出了快速分割测试特征颜色差异(CDo FAST)特征点检测方法,计算图像的颜色不变量,以此为输入在尺度空间检测FAST极值点,在极值点附近对高斯差分算子(Do G)值进行插值和拟合,以最终确定特征点的位置和尺度。特征描述符生成阶段,提出了一种新的彩色二进制局部不变特征(CBLID),采样点邻域结构类似于人眼视觉的重叠,通过统计方向图生成二进制链码,具备旋转、尺度缩放、光照不变性和抗噪性能。通过计算汉明距离进行匹配并结合随机抽样一致性(RANSAC)算法去除误匹配点,计算出待配准图像间的变换关系。实验表明,所提算法针对彩色图像能够获得比传统的尺度不变特征变换(SIFT)、快速稳健特征(SURF)和DAISY更高的配准精度,同时算法的运行时间也较短,在测试图片上耗时仅为SIFT的10%和12%。     

指数矩耦合局部敏感哈希的图像伪造检测算法

为了解决图像伪造检测算法在定位篡改内容时忽略了不同颜色分量之间的关系,使其对图像特征描述不足,导致其识别结果中存在误检与漏检等情况,本文提出了基于多元指数矩与欧式局部敏感哈希的图像伪造检测算法。引入高斯低通滤波,消除可疑图像中的噪声;随后,将滤波图像分割为一系列的重叠圆形子块,改善其对旋转等内容操作的鲁棒性;基于四元指数矩(QEM),计算每个圆形子块的QEM,以提取相应的鲁棒特征,将其组合成特征矢量;采用欧式局部敏感哈希机制,生成每个子块对应的哈希序列;计算任意两个相邻哈希元素之间的空间距离,通过与预设阈值比较,完成所有子块的匹配;最后,借助随机样本一致性方法来剔除错误匹配,通过形态学处理,定位出篡改内容。实验数据显示：较已有的伪造检测方法而言,在各种几何内容修改下,所提算法具有更高的伪造检测准确性。     

基于圆域分割耦合法则的图像篡改检测算法

为降低图像伪造算法的错误检测率和漏检测率,利用互相关函数(CCF),设计了基于圆域分割耦合最优相关法则的图像复制-粘贴篡改检测算法。引入FAST算子,计算像素点及其邻点的灰度值,准确提取图像特征点,并利用特征点对应的直方图信息求取其主方向;同时,在该方向上建立特征点的邻域圆,对该圆域进行分割,计算每个分割区域的梯度特征,获取相应的特征向量;利用互相关函数对特征点间的相关程度进行计算,构建最优相关法则,完成特征匹配。利用匹配特征点的特征向量,计算特征点间的欧氏距离,对特征点进行集群,定位复制-粘贴篡改内容,实现伪造检测。实验结果表明：相对已有的伪造检测技术,所提算法具备更高的检测准确率,且对旋转、缩放等内容修改表现出更高的鲁棒性。     

图像镜像复制粘贴篡改检测中的FI-SURF算法

针对数字图像版权中的复制粘贴篡改问题,提出FI-SURF (flip invariant SURF)算法。研究了当图像经过镜像翻转后SURF (speeded-up robust features)特征描述符的排列变化关系。提取SURF特征点后,将其特征描述符重新排序,即使复制粘贴区域经过镜像翻转,对应的特征点依然可以进行匹配。实验证明,FI-SURF算法在保留SURF算法运算速度快、顽健性强等优点的前提下,可有效检测出经过镜像翻转的复制粘贴区域,计算出复制粘贴区域的轮廓。     

基于色彩制约耦合距离惩罚的图像篡改检测

当前较多图像篡改检测方法主要通过对图像特征间的距离进行测量来完成特征匹配,忽略了图像的色彩信息,导致检测结果中存在较多的误检测和漏检测现象。对此,本文将色彩信息引入到图像特征匹配过程中,设计了一种采用色彩制约模型的篡改检测算法。利用Laplacian算子与Harris算子提取图像特征,并利用像素点的红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色信息,结合特征描述符建立色彩制约模型,对特征点间的色彩信息进行度量,再借助该度量值与特征点间的距离测量值共同完成图像特征匹配,充分剔除误匹配现象,有效提高匹配准确度。该算法还根据特征点间距离方差构造距离惩罚模型,对匹配后的图像特征进行聚类,准确识别篡改内容。通过实验结果发现,与其他篡改检测算法相比,本文算法不仅对伪造内容具备更高的检测准确度,而且对模糊及旋转等内容操作也具有更好的适应性。     

基于LPP和改进SIFT的copy-move篡改检测

图像的复制-粘贴篡改检测是图像篡改检测领域中的重要组成部分。本文基于SIFT算法以及LPP的降维思想,提出了一种新的篡改检测算法。本文在SIFT算法的基础上,使用LPP算法对SIFT算法生成的特征点以及特征向量进行降维。使得传统SIFT算法在实际应用中特征点数目过多、特征向量维数过高等缺陷得到了解决。并使用凝聚型层次聚类算法对相似的特征点进行聚类,完成了对图像复制-粘贴篡改区域的检测。在文章的最后,本文对哥伦比亚大学复制-粘贴图像库里的100张图片进行实验。实验结果表明,不管篡改区域后处理方式是拉伸还是旋转,本文算法都能比传统的SIFT、SURF、PCA-SIFT等算法生成更少的特征点数目和更低的特征向量维度,使得检测效率以及检测正确率得到有效提升。      

采用尺度不变特征和区域选择的图像配准方法

提出了一种改进的尺度不变特征点的图像配准方法。该方法在SURF算法的基础上使用图像的熵来对匹配图像作特征检测区域选择,建立特征点筛选机制来从初步的特征检测中得到最显著的特征点,以控制特征点的数目来减少后继的计算量和算法性能。同时改进了SURF的特征描述方法的计算过程,提出了一种改进的特征描述方法。实验表明,该方法在提高算法性能的同时,明显改进了特征点的匹配率。     

结合VLAD特征和稀疏表示的图像检索

为了实现快速准确的图像检索目标,提出一种结合VLAD（局部聚合描述符）特征和稀疏表示的图像检索方法。首先,根据图像具有结构细节丰富、局部视觉特征差异明显的特点,提取图像的局部旋转不变SURF特征,并采用局部聚合描述符方法,构造具有旋转不变性的图像VLAD特征,然后将VLAD特征与稀疏表示相结合,设计基于稀疏表示的相似性检索度量准则,实现图像的查询检索。实验结果表明,提出方法在查准率（precision）及平均归一化修正检索排序等指标上,均优于其他几种典型方法,并具有较高的计算效率。