[发明专利]基于轮廓波变换的图像签名生成及篡改检测与定位方法

权利要求书

1.基于轮廓波变换的图像签名方法，其特征在于：包括特征提取、生成中间签名、密钥生成、加密及数据压缩步骤。

2.根据权利要求1所述的基于轮廓波变换的图像签名方法，其特征在于：具体步骤为

1）特征提取步骤：对大小为N×N的原始图像I₀进行分块，分成大小为P×P的不重叠图像块，每一块记为B_ok，k=1,.,(N²/P²)，用B_okx,y)表示图像块B_ok中空间位置(x,y)处的灰度值，其中，1≤x,y≤P；

对每个图像块进行1级轮廓波变换，令W_k(i,j)(i,j=1,.,P/2)表示第k个图像块的轮廓波变换的低通子带系数；

2）生成中间签名步骤：计算W_k(i,j)的均值μ_k和方差D_k:

μok=4P2Σi=1P2Σj=1P2wk(i,j);]]>

σok=4P4Σi=1P2Σj=1P2(wk(i,j)-μk)2;]]>

令Co=(μo1,σo1,···,μoN2/P2,σoN2/P2);]]>

C_o即为图像I₀的中间签名；

3）密钥生成步骤：利用混沌序列生成加密密钥；

设K∈(0,1)是由接收方与发送方共享的初始密钥，令L(·)表示映射：xn+1=1-xn2.]]>

令k₁＝K

k2=1-k12]]>

…

kn+1=1-kn2]]>

…

设为加密密钥，k的长度为l＝2×N²/p²；

4）加密步骤：

令C~o=(μ~o1,σ~o1,···,μ~oN2/P2,σ~oN2/P2)]]>

=(μo1×k1,σo1×k2,···,μoN2/P2×k2×N2/P2-1,σoN2/P2k2×N2/P2)]]>

即为图像I₀的加密了的中间签名；

5）数据压缩：

对进行Huffman编码，生成Haffman树HT_o，中的每一个元素用其在Haffman树所对应的Haffman编码来取代，生成最终图像签名H_o。

3.根据权利要求2所述的方法生成的图像签名的篡改检测与定位方法，包括以下步骤：

步骤1.对于接收到的图像签名H_o和Haffman树HT_o，首先进行Haffman解码，然后利用初始密钥K以及密钥生成步骤中的密钥生成算法生成密钥k，解密获得原始图像I₀的中间签名C_o；

步骤2.把N×N大小的测试图像I_t分成大小为P×P的不重叠块，每一块记为B_tk，k＝1,...,N²/P²，用权利要求2所述的基于轮廓波变换的图像签名方法生成I_t的图像签名H_t并保存其中间签名:

Ct=(μt1,σt1,···,μtN2/P2,σtN2/P2)]]>

步骤3.为了测量H_o与H_t之间的相似度，定义C_o与C_t之间的距离D为：

D=max(maxk(|μok-μtk|),2×maxk(|σok-σtk|)),k=1,...,N2/P2;]]>

如果D≥T，认为测试图像是不可信的，转步骤4；否则，认为测试图像是可信的；T为由实验测得的阈值；

步骤4.利用原始图像I₀的中间签名C_o与测试图像I_t的中间签名C_t，定义I₀中的图像块B_ok与I_t中的图像块B_tk之间的距离D₁和D₂:

D₁(B_ok,B_tk)=|μ_ok-μ_tk|

D₂(B_ok,B_tk)=2×|σ_ok-σ_tk|

k=1,...,N²/P²；

如果D₁(B_ok,B_tk)≥T₁并且D₂(B_ok,B_tk)≥T₂,认为图像块是篡改伪造的；否则被认为是可信的，这里T₁和T₂为由实验测定的阈值。