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DCT系数和颜色直方图的图像检索

为有效描述图像的形状、纹理和颜色特征,提出一种基于DCT系数统计特征和颜色直方图的图像检索.首先,将图像中像素点颜色值在RGB颜色空间中量化到64色颜色空间,构建彩色图像的颜色直方图用于描述图像的颜色特征.然后,将图像划分为8×8子块,分别对各子块进行DCT变换.最后,根据各子块的DCT系数获得其两个统计特征,其一是计算各子块DCT系数的均值和方差,构建均值-方差直方图用于描述图像的纹理特征,另一个是根据各子块的前9个AC系数构建AC系数差值直方图用于描述图像的局部形状特征.结合颜色直方图、均值-方差直方图和AC系数差值直方图构成图像检索的特征向量.实验结果表明,算法有效描述了图像的形状、纹理和颜色特征,查全率和查准率均有提高,检索性能较优.

基于DCT零系数和局部标准差的自动聚焦算法

聚焦评价函数的设计与选取是显微镜自动聚焦的核心问题之一,光照变化引起函数曲线失去理想特性,传统的聚焦评价函数无法克服这一问题。为了解决此问题,提出一种结合频域离散余弦变换(DCT)零系数和空域局部标准差的自动聚焦算法。通过计算图像子块的DCT高频零系数个数和局部标准差,利用两者相反的作用效果进行除法运算,并采用平方运算加大该算法的清晰度比率,在不同光照条件下,与几种传统的聚焦评价函数进行聚焦对比实验,验证了该算法的适用性,并对聚焦评价函数使用定量指标进行性能评估。结果表明,该算法在低照度的条件下还能保持良好的曲线特性,并且具有较强的抗噪性、灵敏度和稳定性。

选择排序的DCT系数对JPEG图像的可逆数据隐藏

JPEG图像压缩算法可以为使用者提供良好的压缩性能,改善图像文件重建质量,在图像和视频处理领域有着广泛的应用价值。提出了一种可行且有效的对JPEG图像进行可逆信息隐藏的算法。在该算法中,JPEG图像中所有的8×8块中量化的DCT系数重新排列成新的矩阵,纵列为每个块的系数值,横列为同频率下的系数值。对相同频率下的系数进行模拟嵌入比特位,优先选择失真小的频率下的系数嵌入信息,直到嵌入完秘密比特流信息,同时在嵌入秘密信息时根据解码矩阵减少了无效的比特流扩展。实验结果表明,该算法在嵌入同等数量的比特流的情形下能够得到更好的JPEG图像视觉质量和更少的图像比特流扩展。

基于余弦相似度的动态语音特征提取算法

为进一步研究语音特征提取方法,分析了基于逆离散余弦变换倒谱系数(IDCT CC)的语音特征,利用频域语音信号间的余弦相似度(cosine similarity)特性将IDCT CC进行层次聚类,得到14维频域语音特征向量(feature vector),称之为C-vector。实验中,建立基于高斯混合模型(Gaussian mixture model,GMM)的说话人识别模型对C-vector进行识别精度和时间的讨论,并与经典的梅尔频率倒谱系数和等频域倒谱系数(histogram of DCT cepstrum coefficients,HDCC)进行对比实验。通过具体的实验结果比较,提出的C-vector在识别精度方面比MFCC和HDCC分别高出7%和5%。而且,C-vector在多人语音集下表现出的识别能力更为优异。

一种MPEG-4视频流的运动目标检测算法

为了同时提高MPEG-4视频流中运动目标检测的精度和速度,利用MPEG中已有的运动信息——离散余弦系数和运动矢量,提出了一种用于视频中运动目标检测的算法.该算法首先从MPEG-4压缩流中获取运动矢量,由运动矢量标识出运动区域,在标识出的运动区域上取离散余弦系数并求互帧差的四阶矩得到运动宏块,最后通过区域生长得到运动目标.该算法充分利用了MPEG-4码流中蕴含的运动信息,避免了仅由运动矢量检测运动目标时误差太大的缺点,也避免了计算全部离散余弦系数时的大量加乘法运算,从而可以实时地对视频流中的运动目标进行跟踪.

基于DCT零树的图像隐写算法

该文在研究图像离散余弦变换(DCT)系数零树的基础上,提出了一种新的图像隐写算法。该方法通过互换DCT域块中一对中低频系数修改零树的个数,根据DCT块中零树个数的奇偶性嵌入和提取秘密信息。仿真结果表明此隐写算法具有抵抗JPEG压缩的鲁棒性,能良好地保护DCT系数直方图和避免分块效应,能有效抵抗2χ检测,且秘密信息能被准确地盲提取。

基于中心与邻域像素均值关系隐写算法

研究了图像隐写术的问题。针对保护知识产权,应有有效的图像隐写术。为了获得更好抗压缩性能,提出了离散余弦变换(DCT)变换域的中心系数与邻域系数均值关系的新算法。方法能够得到更高的抗有损压缩能力,利用了频域隐藏法比较好的抗攻击性能,在JPEG压缩情况下也能做到高效准确的提取,并进行仿真。仿真结果证明应用改进的算法所做得到的图像具有更高的PSNR值,具有更强的抗JPEG压缩性能,更好的抗噪声性能,能够在较低的JPEG压缩情况下高效准确无误地提取信息,符合Internet上传送图像的要求,证明是一种安全有效的方法。

抗解压缩/压缩攻击的MP3压缩域音频水印

充分结合MP3的编码特性,提出一种MP3压缩域的音频水印算法来对MP3音乐进行版权保护.在MP3压缩过程中,通过寻求m个能量较大的比例因子频带,然后分别修改每个频带中最大修正的离散余弦变换(modifieddiscrete cosine transform,MDCT)系数的符号来进行水印的嵌入.在MP3解码过程中对水印信号进行提取,提取不需要原始载体.嵌入过程和编码过程同步完成,而提取过程和解码过程亦是同步完成.实验证明,该算法具有很好的听觉透明性和很强的鲁棒性,可以有效地抵抗攻击者对比特流解码后再重新压缩的攻击.

基于双声道能量差值的AAC音频零水印算法

为对AAC音频进行版权保护,提出一种针对AAC压缩音频的零水印算法。根据双声道音频能量差值在加噪、重压缩、低通滤波等攻击下具有良好稳定性的特点,计算量化之前的改进离散余弦变换(MDCT)系数的能量,求取该双声道能量差值,将该能量差值作为特征,以此特征通过大津算法(OTSU)方法进行编码增加稳定性,将编码得到的二值序列与水印序列异或生成零水印。实验结果表明,该方法对加噪、重压缩、低通滤波等攻击具有良好的鲁棒性。

基于间隔控制的信息隐藏算法

提出一种在图像离散余弦变换(DCT)域内的信息隐藏算法。为了在基本保证隐秘图像视觉质量的前提下有效提高载体图像的信息隐藏量,该方法使用随机序列进行间隔控制,选择信息嵌入位,把随机序列的种子看成密钥,通过比较变换后的2个DCT系数完成信息的隐藏。试验结果表明,该算法可以兼顾秘密信息隐藏的不可见性和鲁棒性,密钥空间大,能够实现自适应隐藏和提取信息的盲检测。

基于相同压缩速率下的MP3双压缩检测方法

MP3是目前应用最为广泛的音频格式。然而,利用各种音频编辑软件可以很方便地对MP3音频文件进行篡改。通过对相邻压缩次数形成的MP3音频之间量化后的MDCT系数不相同的个数进行统计分析,提出了一种基于相同压缩速率下的MP3双压缩检测方法。该方法有助于MP3音频文件的篡改取证。实验结果表明,该方法具有较好的检测率。

与时长相关的相同码率MP3双压缩检测方法

通常MP3语音的篡改过程会经过解压、篡改、重压缩三个操作,它不可避免地会产生双压缩。因此MP3语音的双压缩检测是MP3语音篡改检测的必要条件。通过分析量化MDCT系数在不同时长下的统计特征,建立拟合模型,提出一种与时长相关的相同码率MP3双压缩检测方法。该方法不仅可以快速有效地实现对MP3语音的双压缩检测,而且还揭示了语音时长与检测率的关系。

基于直方图对的MPEG-4无损数据隐藏

目前绝大部分无损数据隐藏方案,只能无损恢复嵌入数据,而在数据提取后,原始的视频载体无法完全恢复,本质上仍是有损隐藏算法。为了实现视频无损认证和隐蔽通信,提出基于直方图对的MPEG-4视频无损数据隐藏方法。通过直方图调整,在MPEG-4视频的帧内视频对象平面(I-VOP)的量化离散余弦变换(DCT)系数中隐藏数据。同时,在提取过程中不需要原视频的参与,获得嵌入数据并且完全恢复原始视频。理论分析与实验结果表明,该方法失真程度小,隐蔽性高,适用性大。

改进的Markov和联合密度特征的MP3隐写分析方法

提出了一种MDCT(修正的离散余弦变换)域的MP3隐写分析方法。该方法通过改进的Markov特征集和联合密度特征集提取出MDCT系数的特征,经过方差分析选择有效的特征用于支持向量机(SVM)的训练与检测。实验结果表明,与以往方法相比提高了对MP3Stego的检测率,能有效地检测常见的MDCT系数修改的MP3信息隐藏方法。

基于双编码参数模型的同量化参数双压缩检测算法

基于I帧宏块帧内预测模式(IPMBM)和量化离散余弦变换(DCT)系数相结合的双编码参数模型,本文提出了一种H.264相同量化参数双重压缩检测算法,利用单次压缩和双次压缩视频编码参数具有不同收敛性的特点来设计分类特征.首先将输入视频以相同量化参数压缩多次,然后从视频的I帧中提取相应IPMBM和量化DCT系数,统计两者在相邻两次压缩版本之间的变化数量,以此作为分类特征进行提取,最后采用支持向量机(SVM)来判别视频是否经历双重压缩.实验结果表明,该算法可正确有效地检测双重压缩.

基于DCT域图像质量评价算法研究

SSIM (Structure similarity),结构相似性,是一种常见的图像质量评价方法,该方法通过计算原始图像与受损图像的结构信息的相似性来评判图像质量的失真程度,对于严重受损的模糊图像,如果用SSIM去评价,得到的结果不会太准确。论文在基于结构相似度的图像质量评价方法的基础上,考虑到DCT(Discrete Cosine Transform)域中离散余弦变换系数的值可以有效的反映图像的模糊程度,研究出了一种基于DCT域的结构相似度质量评价算法。该评价方法把原始图像和失真图像分别进行DCT变换,得到两幅DCT变换图像,然后对这两幅图像进行SSIM算法得到我们需要的DSSIM值。实验证明,该算法比SSIM的评价结果更加准确,更加符合人眼的主观感受。

H.264编码下基于DCT系数量化值的PSNR估计方法

针对广泛用于测量视频信号质量的指标峰值信噪比(PSNR)因需源信号而受限的问题,提出一种无需参考源的PSNR估计方法。该方法从视频码流中提取离散余弦变换(DCT)系数的量化值进行统计,得到其概率密度函数,并以此依据Laplace模型估计PSNR。该方法针对最新的视频压缩标准H.264的帧结构、变换和量化结合方式做出了优化,使得不同的编码速率和帧类型的码流均可适应。使用不同码率和不同运动方式的H.264码流进行测试,比较使用新方法得到的PSNR与实际PSNR间的差异。结果显示CIF格式的中低码率情况下二者的均值在1 dB以内。

基于DCT系数统计特性的HEVC视频双压缩检测算法

功能强大和使用简易的视频编辑软件可能会使数字视频遭受到各种不同形式的篡改,视频的真实性和完整性无法得到保证。双压缩是视频篡改的必要条件,双压缩检测则是视频取证的重要辅助手段。通过分析压缩过程中由量化误差引起的离散余弦变换(DCT)系数变化,提出了一种不同量化参数下的高效视频编码(HEVC)视频双压缩检测算法,利用DCT系数直方图和相邻DCT系数对奇偶组合统计特性构造22维联合特征集,最后将特征集用支持向量机(SVM)进行分类识别。实验结果证明了本文算法的有效性。

基于结构-纹理分层的夜间图像去雾算法

夜间图像光照不均匀,存在色偏,去雾难度较大。目前图像去雾算法主要针对白天场景,有关夜间图像去雾算法的研究较少。基于结构-纹理分层模型提出新的夜间图像去雾算法,将夜间有雾图像分解为结构层和纹理层。在结构层采用中值滤波器估计环境光,利用加权范数L1正则化模型对其进行优化,并进行去雾和颜色校正处理;在纹理层利用离散余弦变换系数估计透射率。最终融合纹理层与去雾后的结构层得到去雾图像。实验结果表明,采用该算法对夜间图像去雾后图像细节清晰,颜色自然,去雾效果显著。