超复数Fourier变换耦合位置扰乱的彩色图像哈希算法

• Published in: 计算机科学与探索 Vol. 11; no. 11; pp. 1837 - 1848
• Main Authors: 冯贺, 常国权, 郭晓波
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 安阳工学院 计算机科学与信息工程学院,河南 安阳,455000 2017
• Subjects: 图像哈希; 超复数Fourier变换; log-polar transform; Hamming distance; image Hash; 真伪认证; 位置扰乱机制; 汉明距离; hyper-complex Fourier transform; true and false information authentication; 对数极坐标变换; position disturbing mechanism
• ISSN: 1673-9418
• DOI: 10.3778/j.issn.1673-9418.1607051

TP391; 当前图像哈希算法大都是通过将彩图三分量R、G、B转换成灰度图像来生成哈希,丢失了色度信息,降低了算法对篡改内容的检测精度与敏感性的不足,为了解决上述问题,提出了超复数离散傅里叶变换耦合位置随机扰乱的彩色图像哈希认证算法.首先,通过构建新的扩散系数,从而改进偏微分模型PED(partial differential equation),对输入图像进行预处理,增强算法对图像缩放的鲁棒性,从而最小化图像信息丢失对算法的影响;再引入对数极坐标变换机制,将预处理图像变成二次图像;基于超复数理论与Fourier变换,将彩图三分量R、G、B视为四元数的虚部,建立四元离散Fourier变换机制,提取抗旋转篡改的图像特征;并基于Logistic混沌映射,设计位置扰乱机制,对四元离散Fourier变换低频幅度系数进行随机置乱;根据置乱后的幅度系数,构建图像哈希模型;最后,引入汉明距离,优化认证阈值,建立图像哈希相似度计算模型,以评估初始图像与用户接收图像的哈希相似度,完成图像内容的真伪认证.实验结果显示:与当前图像哈希算法相比,在处理彩色图像时,该算法具有更强的鲁棒性与安全性,呈现出更好的ROC曲线特性,能够有效识别亮度、旋转、噪声以及缩放等篡改攻击.