离散余弦变换域隐藏算法隐藏容量与频域系数选择研究

隐藏容量、不可感知性和鲁棒性是信息隐藏系统的几个关键性指标,选择不同的离散余弦变换(DCT)系数对DCT域隐藏算法的这些指标影响很大。分析了不同DCT系数的视觉感知特性和DCT逆变换的相互干扰性对嵌入容量的影响,并给出了DCT域隐藏算法隐藏容量与所选择的系数之间的关系,通过分析JPEG压缩不变性给出了嵌入信息抗压缩的鲁棒性与嵌入位置无关的结论,可为提高嵌入容量提供参考。仿真实验结果有效地支持了理论分析所得出的结论,实验还证明在有噪声干扰下这一结论仍然成立。

采用量化离散余弦变换系数检测视频单帧连续多次复制-粘贴篡改

目前大多数时域视频帧复制粘贴篡改检测算法都是针对至少20帧以上的视频子序列的复制粘贴篡改,而对单帧复制粘贴篡改无法判断。而根据人眼视觉感知的特性,修改视频内容需要至少15帧以上的帧操作,因此篡改帧想通过单帧复制粘贴篡改来达到想要的效果,必须进行连续多次粘贴操作。为了检测这种篡改方式,针对性地提出了一种基于量化离散余弦变换(DCT)系数的视频单帧连续多次复制-粘贴篡改检测算法。首先,将视频转换为图像,采用量化后的DCT系数作为视频帧图像特征向量,并通过计算巴氏(Bhattacharyya)系数来衡量两相邻帧帧间相似度;再设定阈值来判断两相邻帧帧间相似度是否有异常,最后根据出现相似度异常的帧是否连续,以及连续出现的帧数来判断视频是否经过篡改,并定位篡改位置。实验结果表明,所提算法对不同场景的视频都能检测,不仅检测速度快,而且不受再压缩因素影响,算法的正确率高、漏检率低。

H.263中全零离散余弦变换系数的预先判别

为减少编码器的运算量 ,对量化后离散余弦变换 ( DCT)系数全为零的块进行预先判断 ,从而不对其做相应的 DCT变换与量化 ,提出了预先判断全零 DCT系数块的方法 .在分析现有判别方法对全零系数块的误判与漏判的基础上 ,从二维 DCT变换的公式出发 ,给出了误判与漏判的判别准则 ,并以这一准则为指导 ,提出了一种在保证不出现误判的条件下减少漏判的新方法 ,提高了判别效率 .给出了具有一般表示的判别式 ,可以应用于不同尺寸的变换块 ,同时给出了另一个判别效率更高的经验判别式 .实验结果表明 ,所提供的判别方法提高了全零

离散余弦变换数字水印的尺度系数研究

数字水印是一种应用于数字多媒体产品的版权的技术,基于离散余弦变换数字水印是一种鲁棒性较好的方法,在该方法中有一个非常关键的尺度系数,直接决定了水印不可见性的质量.对该系数的取值及其对水印的影响进行研究:首先把需要嵌入水印的图像进行离散余弦变换,然后选择变换后的低频系数作为水印的嵌入位置并将二值化的水印图像放入,最后通过改变尺度系数得到不同的水印图像.对该嵌入不同尺度系数的水印图像进行比较,得出尺度系数的取值范围.实验结果表明,基于离散余弦变换的数字水印嵌入方法在尺度系数小于0.0001时,其水印具有更好的不可见性,从而具有更实际的版权保护意义.

基于使用轻量级流算法的离散余弦变换(DCT)系数变换多媒体内容加密

针对实时安全系统中多媒体内容加密时由于数据量较大而导致计算开销非常大的问题,为了综合考虑安全性及实时性,提出了基于使用轻量级流算法的DCT余弦转换多媒体内容加密算法。首先提出了一种轻量、快速的加密算法,通过将明文划分成不同部分并且使用流加密算法对信息的每个部分分别进行加密;然后,基于设计部分加密方案的三项基本原则和对抗部分加密攻击,提出了两种DCT变换系数的部分加密方案;最后,通过峰值信噪比对部分加密攻击的安全性和性能的分析评估了所提算法的有效性及可靠性。分析结果表明,相比A5/1和W7两种较为先进的流密码算法及另外两种加密模式(DC系数加密和无变换加密),提出的流加密算法和两种DCT加密方案更加适用于要求高速计算和足够安全的多媒体实时安全系统。

基于多分辨率分析和改进离散余弦变换的音频水印算法

提出了一种基于多分辨率分析的音频水印算法.首先通过对音频信号进行小波分解得到信号的时变低频分量,然后通过扩频和改进离散余弦变换将水印信息分散嵌入低频分量;最后通过误差修正获得较高的水印提取准确率.该算法增大了水印信号的嵌入量,在保证水印安全性和隐蔽性的同时,对常见的信号处理还具有较好的鲁棒性.

基于小波系数提取及离散余弦包络分析的机车牵引齿轮故障诊断方法

机车走行部故障是危及列车运行安全的重要因素,其故障程度的实时监测与诊断是高速重载列车需要解决的关键问题之一。本文以机车走行部的牵引齿轮为例,在分析总结大量实际振动信号的基础上,探讨了运用小波分解和离散余弦变换相结合来提取机车牵引齿轮故障特征信息的方法,即首先采用小波基将牵引齿轮故障引起的振动信号变换到时间-尺度域,再对高频段的小波系数采用离散余弦变换进行包络分析;阐述了该方法在机车走行部在线故障诊断系统中的应用,不仅能满足在线状态监测与故障诊断的实时性和可靠性要求,而且具有很强的抗干扰能力。实际应用表明,该方法能可靠提取牵引齿轮的故障特征信息,系统能快速、准确地诊断出故障类型及程度,可有效用于机车走行部故障的在线监测与诊断。

离散余弦变换编码的现状与发展研究

1974年由Ahmed和Rao提出的离散余弦变换,至今已有30年历史。此间,DCT编码已发展成为JPEG、MPEG、H.26x等图像/视频编码标准中的核心。尽管Shapiro的EZW以及Said等人的SPIHT小波编码的成功应用,对传统的DCT编码提出了挑战,但Xiong等人利用嵌入式DCT块变换之间的直流相关性,以及对DCT后的系数进行策略性重组或层式DCT同样具有小波多分辨率图像的分解特性。此外,基于层次嵌入式DCT、形状自适应DCT、截短DCT、感兴趣区域支撑DCT以及形态DCT等改进形式的编码,都是将基于DCT变换编码推向更高层次。就DCT改进的变换,以及DCT系数的应用,如利用DCT系数实现信息隐藏等,也使得基于常规的DCT变换编码有了更广阔的应用与发展空间,文章就此作了广泛的比较和深入的研究,并指出了发展方向。

基于YC_oC_g-R颜色空间与离散余弦变换的自适应彩色图像水印算法

目的为了解决当前彩色图像水印技术的水印容量和不可感知性不佳等问题,设计基于YC_oC_g-R颜色空间和离散余弦变换的自适应图像水印算法。方法首先,将载体图像从RGB空间转换到YC_oC_g-R空间,计算Y,C_o,C_g这3个颜色分量;随后,引入离散余弦变换DCT对Y分量进行处理,获取相应的DCT系数;引入模糊聚类分析,将DCT低频系数视为局部特征,利用SVM机制对DCT低频系数进行训练分类,确定出适合嵌入水印的DCT系数;设计水印嵌入机制,将水印数据隐藏到合适的DCT低频系数中;借助可逆DCT方法,将Y分量从频域变换到空域;联合初始的C_o与C_g分量,将其变换到RGB空间,输出水印图像;最后,通过相应的水印提取方法,复原初始水印信息。结果测试数据表明,与当前水印方法相比,所提技术具有更高的不可感知性与水印容量,其水印图像的PSNR值为43.67 dB,且其允许的水印容量可超过1 bits,在多种攻击下,复原水印的质量更高,相关系数NC均超过了0.92。结论所提技术能够较好地将水印信息隐藏在载体图像中,具有较高的鲁棒性和安全性。

基于离散余弦变换的非局部均值图像去噪算法

提出一种改进的图像去噪算法。利用离散余弦变换(discrete cosine transform,DCT)对图像进行"粗糙"去噪,保留图像平滑部分与大部分细节信息;在非局部域内,利用得到的DCT系数构造选择函数对相似像素点进行预选择,将这些相似像素点应用到非局部均值去噪方法中,进行二次去噪;在二次去噪时,利用选择函数对权重系数做出修正,达到自适应滤波的目的。实验结果表明,该算法在峰值信噪比和结构相似度方面都有一定提高。

基于离散余弦变换的音频信息隐藏算法

研究了一种将保密语音隐藏在公开的音频载体中的信息隐藏算法。在对保密语音进行改进型多带激励(IMBE)编码,进行纠错编码后形成秘密信息的基础上,对音频载体进行离散余弦变换,通过修改相邻频段的能量而嵌入秘密信息。提取时按同样的方法确定相邻频段的能量值以盲恢复秘密信息,并经IMBE解码还原保密语音。仿真实验结果表明,该算法对音频压缩、加噪等攻击具有较高的鲁棒性。

基于离散余弦包变换的语音压缩算法

提出了一种新的语音压缩算法 ,它通过对语音信号进行离散余弦包变换 ,然后舍弃所有小于某个阈值的变换系数 ,达到数据压缩的目的 .给出了利用 Wavelab工具箱在 Matlab中进行这种语音压缩算法的仿真结果 ,结果表明 :该算法具有计算速度快、数据压缩率高 (达到 11.5 4 )等特点 .

基于离散余弦变换的光栅投影图的压缩研究

文中研究了基于离散余弦变换的光栅投影图的压缩。首先介绍了三维形貌测量的光栅投影图,及其需要进行压缩的原因。接着讨论了可用于图像压缩的离散余弦变换技术,推导出对于光栅图进行离散余弦变换只保留第一列或第一行系数就可以完整重构光栅图的结论。利用此结论创建用于压缩的二值掩模矩阵,并对光栅投影图之一的位相图进行基于离散余弦变换的压缩。实验结果表明此方法能有效地压缩位相图,使用压缩后还原的位相图解调出来的物体形貌信息能得到有效的保留。

基于离散余弦变换的语音信息隐藏方法

研究了一种将保密语音隐藏在公开载体语音中的信息隐藏算法。在对保密语音进行改进型多带激励(IMBE)编码后形成隐藏信息的基础上,对公开语音信号进行分段离散余弦变换,隐藏信息通过量化处理嵌入到DCT域的中频点;解码器在同样的嵌入点盲提取出隐藏信息,最后经IMBE解码恢复保密语音。仿真实验结果表明,该算法在隐藏信息后,信道中传输的公开语音具有透明性,并且在受到重新采样、压缩、滤波等攻击时具有较高的鲁棒性。

基于离散余弦变换的语音压缩采样和编码算法

针对语音无线通信中带宽资源受限的问题,提出基于压缩采样的低速率语音编码算法。以基尼系数为指标,比较不同稀疏变换域下语音信号的稀疏性,分析常见重构算法对语音信号压缩采样观测信号的重构特性。对标准耳蜗滤波器——伽马啁啾滤波器组的参数进行研究,并以梯度投影稀疏重建(GPSR)算法重构语音信号。利用语音质量感知评估(PESQ)、信噪比和主观听觉测试,对编解码后的合成语音信号进行了质量评估。实验表明,基于压缩感知的语音编码器以4 kbps的低速率对语音进行编码时,PESQ得分可达到3.16,计算复杂度相对较低,可以用于实际的语音编码环境。

受限直方图均衡化的低频DCT系数重变换算法

针对现实人脸识别中由于光照、表情、姿态或其他物体引起的面部遮挡而严重影响识别率的问题,提出了受限直方图均衡化的低频DCT系数重变换算法。首先,将图像划分成多个互不重叠的局部小块,使用受限直方图均衡化对局部子块进行局部对比拉伸以实现去噪;然后,通过缩减适当数目的低频DCT系数来消除人脸图像中的光照变化;最后,利用核主成分分析进行特征提取,最近邻分类器完成最终的人脸识别。在ORL、扩展Yale B及1个户外人脸数据库上的实验验证了所提算法的有效性及鲁棒性,表明相比几种线性表示算法,本文算法在处理鲁棒人脸识别时取得了更高的识别率。

CLAHE融合低频DCT系数重变换的人脸识别算法

针对现实人脸识别中由于伪装(如围巾、太阳镜和头发)或其它物体引起的面部遮挡而严重影响识别率的问题,提出了CLAHE融合低频DCT系数重变换的人脸识别算法。首先将图像划分成多个互不重叠的局部小块,使用受限直方图均衡化对局部子块进行局部对比拉伸以实现去噪;然后,通过缩减适当数目的低频DCT系数来消除人脸图像中的光照变化;最后,利用核主成分分析进行特征提取,最近邻分类器完成最终的人脸识别。在扩展Yale B、FRGC V2.0及一个户外人脸数据库上的实验验证了所提算法的有效性及鲁棒性。实验结果表明,相比几种线性表示算法,改进算法在处理鲁棒人脸识别时取得了更高的识别率。

一种基于MDCT变换的组合压缩音频水印算法

以MP3编码为例,提出了一种新的用于压缩音乐版权保护的组合压缩音频水印算法。该算法与MP3编码压缩并发进行,先利用多个随机序列置乱原始水印以加强其安全性和冗余性,再将置乱后的水印嵌入到编码过程中迭代内循环量化后的MDCT低频系数中,通过外循环的失真控制来保证水印嵌入的透明性。实验结果表明:该算法不仅具有较好的透明性,而且对多种比特率下的MP3压缩以及加噪、剪切、重压缩等攻击也具有很好的鲁棒性。

海量多媒体图像压缩中的冗余零系数消除算法设计

为了提高海量多媒体图像压缩的效果,提出一种针对海量多媒体图像压缩中的冗余零系数消除算法。计算图像信息熵,并构建金字塔模型,以提取多媒体图像的信息特征。将图像压缩分为一维离散余弦变换(DCT)压缩与二维DCT压缩,确保图像压缩后结构不被破坏。结合零系数数量变换曲线,确定最佳聚焦位置,建立冗余零系数消除模型,即可完成压缩图像冗余零系数消除。试验结果表明,所提方法可提高海量多媒体图像压缩的峰值信噪比,并且缩小图像所占用的空间。所提方法能够有效提高图像压缩的质量,使图像结构更加完整,故实际应用价值更高。

CLAHE优化低频DCT系数重变换的鲁棒人脸识别

针对光照、表情、姿态、遮挡等变化显著影响人脸识别系统性能的问题,提出了基于限制对比度自适应直方图均衡化(CLAHE)的低频离散余弦变换(DCT)系数重变换算法。将图像划分成多个互不重叠的局部小块,使用CLAHE对每个局部小块进行局部对比拉伸以实现去噪,通过缩减适当数目的低频DCT系数来消除人脸图像中的光照变化;利用核主成分分析进行特征提取,采用K-最近邻分类器以完成最终的人脸识别。在ORL、扩展YaleB和AR人脸数据库上的实验验证了所提算法的有效性和鲁棒性,实验结果表明,相比其他几种较为先进的人脸识别技术,所提算法取得了更高的识别率,同时大大降低了识别所用时间。