彩色图像四元数频域奇异值分解水印算法

将四元数傅里叶变换与四元数奇异值分解技术相结合并引入到对彩色图像的水印处理,提出一种基于四元数频域奇异值分解的彩色图像盲水印算法.首先对彩色载体图像进行分块并采用四元数傅里叶变换(quaternion Fourier transform,QFT)得到其频域矩阵,然后对频域矩阵中的单位小块进行四元数奇异值分解(quaternion singular value decomposition,QSVD),得到实系数奇异值,使用奇偶量化调制法将水印信号嵌入到单位小块的最大奇异值中.仿真实验结果表明,嵌入的水印分布在空域图像各彩色分量中,在不可见性以及鲁棒性的比较中优于传统的彩色图像亮度域以及独立多通道处理方法.     

基于四元数的双彩色图像盲水印算法

提出一种基于四元数的双彩色图像盲水印算法。对载体图像和水印图像分别进行离散四元数傅里叶变换后,对水印图像频域的低频、中频和高频系数做混沌置乱处理,并利用脉冲编码调制方法,在载体图像的低频、中频和高频嵌入置乱后水印的相应频带系数,通过逆离散四元数傅里叶变换得到嵌入水印的图像。实验结果表明,该算法保证水印具有较高的透明性,对剪切、叠加噪声、JPEG压缩等常见的攻击具有较好的鲁棒性。     

基于离散八元数余弦变换的彩色图像水印算法

定义离散八元数余弦变换及其逆变换公式,并将其应用于彩色图像的数字水印中。首先,为了提高水印的安全性,利用Arnold变换分别对彩色水印图像的RGBHIS六个分量进行置乱,然后将彩色载体图像的RGBHIS六个分量整体进行离散八元数余弦变换,对置乱后的水印图像分组并分别嵌入到载体图像的各个中频系数中,最后借助离散八元数余弦逆变换公式得到含水印的图像。实验表明,该方法不仅具有较强的抗压缩能力,对噪声、缩放、滤波等攻击处理也具有较好的鲁棒性和不可见性。     

基于四元数模型和奇异值分解的图像水印算法

将四元数离散余弦变换（QDCT）和奇异值分解（SVD）相结合,提出了一种在彩色图像中嵌入水印的新方法。首先,借助Arnold置乱对二值水印进行预处理,应用四元数理论将彩色图像进行分块QDCT和SVD;然后,利用Logistic映射随机抽取一批图像块实现水印的嵌入。实验表明,该方法具有较强的抗JPEG压缩能力,对各种噪声和滤波等具有较好的鲁棒性。     

基于四元数傅里叶梅林变换的RST不变彩色图像水印算法

提出一种基于四元数傅里叶梅林变换(QFMT)的RST(旋转、缩放和平移)不变彩色图像水印算法,利用图像的不变质心生成具有平移稳定性的圆形特征区域,对这个圆形区域进行QFMT。利用QFMT幅度谱具有旋转和缩放不变性,在QFMT幅度谱中嵌入水印信息。该算法不仅可以抗RST攻击,大大提升水印的鲁棒性,而且可以把水印嵌入所带来的误差扩散到载体图像的各个颜色分量之中,扩大水印嵌入的容量。实验结果表明,该方法具有较好的抗压缩性,对RST等攻击有良好的鲁棒性。     

结合双随机相位加密和四元数格拉斯曼平均网络的彩色人脸隐私保护识别

为保护彩色人脸图像的隐私并提高识别准确率,提出一种结合双随机相位加密和四元数格拉斯曼平均网络的彩色人脸隐私保护识别算法.首先将彩色人脸图像的颜色分量编码为纯四元数矩阵,使用双随机相位加密和四元数Gyrator变换进行加密.为了隐藏原始彩色人脸图像的内容,通过随机二值幅度掩模选取部分密文进行解密,得到不可见的人脸图像,然后使用四元数格拉斯曼平均网络提取人脸的特征向量和线性支持向量机进行识别.当人脸特征模板泄露时,可以重新生成随机二值幅度矩阵并构建新的特征模板替换原始的特征模板,满足可撤销性,从而保证原始人脸图像的安全性.在Aberdeen,Georgia Tech,Visible Light和YouTube Makeup 4个数据集上与当前3种人脸隐私保护识别算法进行比较,实验结果表明该算法能够有效地提高识别率,而且对数据集的变化具有较好的鲁棒性.     

基于彩色图像四元数表示的彩色人脸识别

为了更有效地利用彩色人脸的色彩信息进行识别,提出了一种新的基于彩色图像四元数表示的算法. 首先基于彩色图像四元数表示和四元数代数理论定义了四元数伪Zernike矩(Quaternion pseudo-Zernike moments, QPZMs), 将传统的主要处理灰度图像的伪Zernike矩(Pseudo-Zernike moments, PZMs)推广应用于彩色图像,然后基于QPZMs构造了彩色人脸图像针对旋转、缩放和平移(Rotation, scaling, and translation, RST)变换的四元数值不变量,最后结合这些鲁棒的不变量特征和四元数BP神经网络(Quaternion back propagation neural network, QBPNN)分类器进行彩色人脸识别. 实验结果表明,与现有基于四元数的算法比较,本文算法在表情、光照、位置等变化方面具有更强的鲁棒性.     

一种新的彩色图像盲水印算法*

在探讨了四元数及四元数矩阵奇异值分解性质的基础上,用四元数矩阵来表示彩色图像,彩色图像的每个像素用一个四元数来表示,从而实现了将彩色图像的各个分量作为一个整体进行运算的思想;对彩色图像的四元数矩阵奇异值分解后的性质进行了研究,得出将四元数矩阵分解的方法用于彩色图像水印的嵌入和提取的可行性,并提出一种基于四元数矩阵奇异值分解、旋转和共轭运算的彩色图像盲水印算法进行验证。通过实验和对比表明,该算法具有良好的性能,能较好地抵抗常见的攻击。     

基于四元数域的彩色图像双重零水印算法

提出一种基于四元数离散傅里叶变换QDFT(Quaternion Discrete Fourier Transform)和四元数离散余弦变换QDCT(Quaternion Discrete Cosine Transform)以及四元数奇异值分解QSVD(Quaternion Singular Value Disposition)的双重零水印算法。首先将彩色图像用四元数模型表示并进行分块四元数离散傅里叶变换,通过比较各块的部分系数幅值大小产生二值序列;然后,对各原图像块进行离散余弦变换和奇异值分解,利用奇异值矩阵和左右四元数矩阵的幅值来产生另一个二值序列。将二值序列与版权信息相结合产生零水印,并将零水印在知识产权IPR(Intellectual Property Right)中心注册。实验表明,该算法对常见攻击、部分组合攻击及未来可能的一些攻击方式具有较强的鲁棒性。     

基于四元数矩阵奇异值分解的彩色图像分解

讨论了四元数矩阵的奇异值分解(QSVD),四元数矩阵的奇异值仍是正实数,但两个酉矩阵是含有四元数的四元数矩阵.给出通过四元数矩阵的等价实矩阵求解QSVD的有效算法.最后应用QSVD进行彩色图像分解,并给出了在Fruits、Baboon等图像上的实验结果.QSVD使许多基于SVD的图像处理方法可以推广到彩色图像处理上而不...     

基于四元数Gabor滤波的彩色纹理特征提取

现有的彩色图像纹理特征提取方法是将彩色图像转换为灰度图像或者对彩色图像进行分通道处理,这样的处理方法会丢失原图像的颜色信息和各通道间的相关性,导致特征图像的纹理特征和原图像的纹理特征差异较大。基于上述问题,提出了一种四元数Gabor彩色纹理特征提取方法。首先,根据Gabor滤波和四元数欧拉公式,推导出四元数Gabor滤波,并将彩色图像用四元数矩阵表达;其次提出四元数Gabor滤波卷积算法处理彩色图像,得到多尺度多方向的彩色纹理特征图像;最后对得到的彩色纹理特征图像进行Tamura统计特征的提取。实验结果表明,该方法可以很大程度地保留原图像的粗糙度、对比度和方向度等纹理特征,同时可以提取到原图像的颜色信息。在转化为灰度图像后,该方法在保留粗糙度、对比度和方向度等纹理特征方面优于传统Gabor方法和LBP方法。     

Optimal blind watermarking for color images based on the U matrix of quaternion singular value decomposition

In this paper, a new blind watermarking for copyright protection of color images based on the U matrix through Quaternion Singular Value Decomposition (QSVD) is proposed. The proposed method represents the color image with a quaternion matrix, so that it can deal with the multichannel information in a holistic way. Then the array of pure quaternion is divided into non-overlapping blocks and we perform QSVD on each block to get its U matrix. The watermark is inserted into the optimally selected coefficients of the quaternion elements in the first column of the U matrix. Besides, in the procedures of watermark insertion and extraction, ensuring higher fidelity and robustness to several possible image attacks have been considered. The experimental results show that the proposed method outperforms existing schemes in terms of robustness and invisibility.     

Training-free referenceless camera image blur assessment via hypercomplex singular value decomposition

Blur plays an important role in the perception of camera image quality. Generally, blur leads to attenuation of high frequency information and accordingly changes the image energy. Quaternion describes the color information as a whole. Recent researches in quaternion singular value decomposition show that the singular values and singular vectors of the quaternion can capture the distortion of color images, and thus we reasonably suppose that singular values can be utilized to evaluate the sharpness of camera images. Motivated by this, a novel training-free blind quality assessment method considering the integral color information and singular values of the distorted image is proposed to evaluate the sharpness of camera images. The blurred camera image is first converted to LAB color space and divided into blocks. Then pure quaternion is utilized to represent pixels of the blurred camera image and the energy of every block are obtained. Inspired by the human visual system appears to assess image sharpness based on the sharpest region of the image, the local sharpness normalized energy is defined as the sharpness score of the blurred camera image. Experimental results have demonstrated the effectiveness of the proposed metric compared with popular sharpness image quality metrics.

     

基于四元数矩阵与遗传优化逻辑曲线的鲁棒图像水印算法研究

传统彩色图像水印算法鲁棒性与视觉效果难以达到同步最优,对此,提出了一种基于四元径向矩并利用遗传算法优化逻辑曲线的彩色图像水印算法。将目标图像分为若干块,对所有块进行复杂度分析;然后,通过遗传算法对逻辑曲线的优化实现水印性能参数的优化,并根据目标图像的复杂度自适应地调节水印嵌入的强度。对比试验结果表明本算法所获得的水印图像具有良好的视觉效果,同时对信号处理攻击与几何攻击均具有较好的鲁棒性。     

基于离散四元数傅里叶变换的彩色图像信息隐藏技术

为了提高秘密信息传输的安全性,将离散四元数傅里叶变换(DQFT)应用于彩色图像的信息隐藏技术中,提出了一种在彩色图像中嵌入秘密信息的新技术。应用四元数理论把彩色图像作为一个整体进行傅里叶变换,在彩色宿主图像的DQFT变换域中实现秘密信息的嵌入。实验结果表明,该方法简单易行、保密性强,对高斯噪声和椒盐噪声及剪切、缩放等攻击具有较好的鲁棒性。     

Quaternion Based Maximum Margin Criterion Method for Color Face Recognition

Color is one of the basic features of images, which can provide very useful information and play an important role in face recognition. By using the quaternion matrix representation, the R, G, B information of each pixel is not destroyed and it can be taken as a organic body. Therefore, this paper proposes a quaternion based maximum margin criterion (QMMC) algorithm. Firstly, the quaternion number is used to denote the pixel of the color image, and a quaternion vector is taken to represent the color image. Secondly, the maximum margin criterion algorithm is used to project the quaternion vector in the high-dimension space into a low-dimension space. Finally, the nearest neighbor classification are taken for classification recognition. Numerous experiments show that the proposed QMMC can achieve better recognition performance.     

Improving digital image watermarking by means of optimal channel selection

Supporting safe and resilient authentication and integrity of digital images is of critical importance in a time of enormous creation and sharing of these contents. This paper presents an improved digital image watermarking model based on a coefficient quantization technique that intelligently encodes the owner’s information for each color channel to improve imperceptibility and robustness of the hidden information. Concretely, a novel color channel selection mechanism automatically selects the optimal HL4 and LH4 wavelet coefficient blocks for embedding binary bits by adjusting block differences, calculated between LH and HL coefficients of the host image. The channel selection aims to minimize the visual difference between the original image and the embedded image. On the other hand, the strength of the watermark is controlled by a factor to achieve an acceptable tradeoff between robustness and imperceptibility. The arrangement of the watermark pixels before shuffling and the channel into which each pixel is embedded is ciphered in an associated key. This key is utterly required to recover the original watermark, which is extracted through an adaptive clustering thresholding mechanism based on the Otsu’s algorithm. Benchmark results prove the model to support imperceptible watermarking as well as high robustness against common attacks in image processing, including geometric, non-geometric transformations, and lossy JPEG compression. The proposed method enhances more than 4 dB in the watermarked image quality and significantly reduces Bit Error Rate in the comparison of state-of-the-art approaches.     

多传感器彩色纹理色彩差异修正方法

针对三维彩色扫描仪多个传感器获得的彩色纹理图像存在色彩差异,导致重建的三维彩色模型表面出现色彩分块现象的问题,提出一种基于色彩迁移的纹理图像色彩修正方法。首先,利用综合质量图像评价函数(CAF)进行图像质量评价,从多个传感器获得的彩色纹理图像中选出一幅质量最佳的作为标准图像;然后,参照该图像调整其他纹理图像各个色彩通道的色彩均值、方差等统计量。将所提方法用于三维人体彩色扫描仪的纹理图像色彩修正,结果表明,色彩修正后纹理图像间的色彩差异减小,得到的三维人体彩色模型色彩分块现象得到明显改善,色彩更加均衡自然。与经典色彩变换方法、改进色彩变换方法、基于最小角度选择的融合方法相比,实验的主观效果和客观图像综合质量评价值都表明了该方法的优越性。     

基于分块主色调和纹理特征的彩色图像检索

提出一种基于分块主色调和纹理特征的彩色图像检索方法。该方法首先提取占彩色图像比重较大的前几种主色调,根据主色调将图像划分为不同分块,并以主色调作为各分块图像的颜色特征。然后,采用灰度共生矩阵算法,提取各分块的纹理特征。综合考虑各分块图像的颜色特征和纹理特征,从图像数据库中检索相似图像。实验结果表明,该方法具有较高的检索效率。