最新数字图像处理的应用-Digital-Image-Processing教学讲义ppt课件.ppt

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1、数字图像处理的应用-Digital-Image-Processing数字图像处理的应用本节课我们学习:图像处理的主要应用领域图像处理在数字水印中的应用基于内容的图像检索图像处理的主要应用领域航天和航空技术方面的应用生物医学工程方面的应用通信工程方面的应用工业和工程方面的应用军事公安方面的应用文化艺术方面的应用数字水印系统模型水印信号嵌入密钥载体数据水印载体数据水印信息水印嵌入算法密钥载体数据水印载体数据水印信息水印嵌入算法数字水印系统模型水印信号的提取密钥原始载体数据水印信息水印提取算法水印载体数据数字水印系统模型水印信号的检测原始水印信息密钥原始载体数据水印信息水印提取算法水印载体数据水印检

2、测水印技术与信息隐藏技术水印技术是信息隐藏技术的一个分支水印技术是信息隐藏技术的差异:如果隐藏的信息被破坏,对于信息隐藏技术而言,因为秘密信息并未泄漏,系统可以认为是安全的;但对于数字水印系统来说,隐藏信息的丢失,意味着版权信息的丢失,从而失去了版权保护的功能,因此,这样的系统是失败的数字水印技术的技术特性鲁棒性(robustness)不因图像文件的某些改动而导致隐藏信息丢失的能力。如传输过程中的信道噪声、滤波采样、有损压缩编码、D/A或A/D转换不可检测性(undetectability)指隐藏载体与原始数据具有一致的特性。如具有一致的统计噪声分布等,以便使非法拦截者无法判断是否有隐蔽信息透

3、明性(invisibility)利用人类视觉系统特性,经过一系列隐藏处理,使目标数据没有明显的质量下降,隐藏数据也不会被发现安全性(security)指隐藏算法有较强的抗攻击能力,隐藏信息不易破坏数字水印技术的技术特性自恢复性由于经过一些操作或变换后,可能会使原图产生较大的破坏,如果只从留下的片段数据,仍能恢复隐藏信号,而且恢复过程不需要宿主信号,我们就说这样的算法具有自恢复性高通滤波直方图均衡化锐化处理数字水印技术的技术特性自恢复性平滑处理JPEG压缩JPEG2000压缩数字水印的典型算法空域算法早期的数字水印算法以空域算法为主。空域算法通常比较简单,运算量小。缺点是抵抗攻击的能力往往会比较

4、弱。Schyndel算法是空域算法(Schyndel算法是Schyndel等人在1994年提出,就数字水印技术领域而言,它可以说是具有一定程度的始祖意义)数字水印的典型算法Schyndel算法:首先把一个密钥输入到一个m-序列发生器来产生水印信号,然后此m-序列被重新排列成2维水印信号,并按象素点逐一插入到原始图像象素值的最低位。由于水印信号被安排在最低位,因此可以满足不可见性。数字水印的典型算法频域算法:把源数据经过某种变换(例如DCT变换)之后,对频域数据嵌入水印信息。频域算法通常比较复杂,运算量大。但抵抗攻击的能力往往会强一些。目前比较主流的频域算法包括DCT域数字水印算法、小波域数字水

5、印算法等DCT域数字水印算法添加水印的算法首先把图像分成8×8的不重叠象素块对每块数据做DCT变换,得到DCT系数组由密码控制选择一些DCT系数,对这些系数进行微小变换以满足特定的关系。提取水印的算法在水印提取时,选取相同的DCT系数并根据系数之间的关系抽取特定信息。算法分析数据改变的幅度比较小,透明性好。抵抗几何变换攻击的能力会比较弱。数字水印的典型算法压缩域算法基于JPEG、MPEG标准。水印信号的嵌入、提取、检测直接在压缩域数据中进行。节省了解码和重新编码的过程内容检索与内容匹配当我们的数字图像数量很多时(达到上千张、甚至上百万张),如何快速有效地找到需要的数字图像是一项有挑战性的工作那

6、么,如何利用计算机辅助检索图像呢?(与文本检索不同,图像与图像之间的比较是一个复杂的问题)传统的图像检索方法通过图片的元数据或标引文字进行检索例:图像元数据宽度/高度:210/172内容:6个有草的玻璃瓶、3个瓶有红色液体、3个瓶有透明液体主题:玻璃瓶与草背景:淡灰传统的图像检索方法标引文字的检索的局限性是:图片的标引文字主要靠人工输入。对大数据量的场合(如Web资源、数字图书馆等)应用困难标引文字无法精确完整的刻画图片内容文字描述一维线性的媒体,而图片是二维非线性的媒体生成或利用元数据的过程实质是在两种差异很大的媒体间的翻译过程,有很大的随意性和信息损失基于内容的图像检索方法一图胜千言,考虑

7、绕过这些转换(翻译)过程直接利用图片去检索图片,这就是基于内容的图像检索(CBIR,Content-BasedImageRetrieval)的出发点90年代初,国际上就开始了对基于内容的多媒体信息检索方面的研究大量原型系统已经推出,技术正在逐步走向成熟,已经出现一些商用系统。商用系统如:IBM的QBIC、Virage的VIRImageEngine。原型系统如:UCB的BlobWorld(形状)、S

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