[发明专利]一种基于内容的鲁棒图像拷贝检测方法

说明书

技术领域

本发明属于多媒体处理技术，涉及一种基于内容的鲁棒图像拷贝检测方法，具体来说，给定查询图像，使用该方法能快速准确的从测试图像库中判断检索出所有查询图像的拷贝图像。本发明还涉及一种提取图像特征矢量的方法和一种改进的K-均值聚类算法，提取的图像特征矢量能抵抗各种常规变换和一些低强度的几何变换；引入改进的K-均值聚类算法有效的减少了聚类和匹配检索时间，提高了查询效率。

背景技术

随着网络技术和多媒体技术的发展，数字图像的复制和传播变得十分便捷，因此，知识产权(intellectual copyrights)的保护，特别是有关数字图像的版权保护，已经变成重要的法律问题。由于数字图像的编辑处理十分容易，非法盗版者往往对拷贝的数字图像进行一些处理(如格式转换、亮度和颜色调整以及旋转，缩放等几何变换)，很容易躲避一些针对图像盗版的追踪。

目前，通常两种技术被用于数字图像的版权保护：数字水印(digitalwatermarking)和基于内容的拷贝检测(content-based copy detection)。作为广泛应用的数字水印技术，需要在数字图像发布之前将相关水印信息嵌入在数字图像中。这样，所有嵌入水印的数字图像的拷贝都含有水印信息，在发生版权纠纷问题时将水印信息从数字图像中提取出来与原始水印信息比较以此来证明所有权。不同于嵌入模式的数字水印，基于内容的拷贝检测不需要在数字图像发布之前在图像中嵌入其他额外信息。一般来说，数字图像本身含有足够的唯一信息，作为数字图像的唯一标识，用于基于内容的拷贝检测，特别是各种非法拷贝的检测。例如，某新闻图像的版权所有者怀疑该图像在Internet上被非法拷贝，该所有者可以从拷贝检测系统发起一个查询。同时，基于内容的拷贝检测也可以作为数字水印的一个补充。在证明Internet上存在非法拷贝之后，该数字图像的版权所有者可用数字水印或其他技术来证明其所有权。

基于内容的拷贝检测方法从数字图像中提取特征矢量作为该图像唯一的标识。在进行拷贝检测时，从查询图像中提取相同的标识与测试图像的标识比较，从而确定查询图像是否为测试图像的拷贝。这里拷贝不是指与测试图像完全相同，而是测试图像的经过修改或变换得到的图像，例如：插入文本信息、旋转缩放图像等等。相比于数字水印的主要优势在于：(1)不需要在数字图像发布之前对数字图像进行任何处理；(2)嵌入在数字图像中的数字水印，一旦被黑客破解，数字水印的保护功能就完全失效，而基于内容的拷贝检测可以针对黑客的攻击，重新筑起新的防线；(3)基于数字水印的版权保护的抗攻击能力是以攻击产生的失真不会被人感知作为极限强度，而基于内容的拷贝检测的抗攻击能力是作品内容不发生改变作为极限强度，因而基于内容的拷贝检测具有更强的抗攻击能力。

基于内容的拷贝检测与基于内容的图像检索的本质区别在于拷贝和相似性的概念：拷贝图像不是原始查询图像或者与查询图像相似的图像，而是查询图像的经过变换产生的图像，例如各种光学变化或几何变换。基于内容的图像检索应用主要目的在于在相同的视觉分类中查找相似的图像，但是大多数检索的相似图像在基于内容的拷贝检测中属于误检行为。另外一个根本的区别在于拷贝检测的查询图像可能只包含测试图像的一部分。