[发明专利]一种多媒体数字签名的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及数字签名，特别地涉及一种多媒体数字签名的方法，属于电子技术领域。

【背景技术】

随着电子技术、计算机技术的不断发展，数字多媒体信息的应用范围越来越广，由于数字多媒体信息存在易拷贝和易修改的特性，所以如何对数字多媒体信息进行版权和内容的保护是近年来提出的一个急待解决的问题。

针对上述问题，现有技术中多采用数字水印(Digital Watermarking)技术，该技术是将水印信息(如数字、序列号、文字、图像标志等版权信息)嵌入数字媒体内容内，且不影响视听效果，也就是使水印信息成为源数据不可分离的一部分。由此，该源数据即使通过压缩、数/模转换、改变文件格式等操作，设计鲁棒的水印也能继续存在；并且在需要的时候可以将嵌入的水印信号提取出来，用来判别对象是否受到保护，以达到版权保护的目的。

但是，上述的数字水印技术难以对抗解释攻击、串谋攻击以及机会攻击等安全性问题，使得数字水印在版权保护领域的应用受到了很大的限制。例如，在解释攻击中，攻击者在已经嵌入水印后的多媒体中再嵌入他的水印，然后声明版权是他的，而此时利用数字水印技术根本无法检测在同一数字媒体中的多个水印生成时间的先后。可见，由于数字水印技术本身存在的技术缺陷，使得其在数字多媒体的保护过程中应用性和实用性都存在较大的制约性。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供一种多媒体数字签名的方法，实现对数字多媒体的签名。

为达到上述目的，本发明提供一种多媒体数字签名的方法，包括：

a.将数字多媒体对象中确定的低层特征向量构成一个数据矩阵，并对该数据矩阵进行主成分分析，得到基矢量矩阵；

b.将所述基矢量矩阵中的每个元素进行量化，以量化后的结果基矢量矩阵作为最终签名。

进一步地，所述的低层特征是所述数字多媒体对象中能够反映感知内容的特征。

进一步地，所述的低层特征向量的维数和内容是根据实际需要预先确定、且其从所述多媒体对象中提取。

进一步地，所述的步骤b中，将所述基矢量矩阵中的每个元素进行量化具体地为：将基矢量矩阵中的每个元素量化成[0，255]范围内的一字节整数。

进一步地，该方法还包括：

当需要增加数字签名的鲁棒性时，减少当前选定的低层特征向量的维数；

当需要增加数字签名的区别性时，增加当前选定的低层特征向量的维数。

进一步地，该方法还包括：利用标准数字多媒体对象的数字签名对待检数字多媒体对象的数字签名进行匹配验证，具体地包括：

c.对于标准多媒体对象的数字签名和待检数字多媒体对象的数字签名分别进行反量化，得到原始的标准多媒体对象的基矢量矩阵以及原始的待检多媒体对象的基矢量矩阵；

d.对原始的标准多媒体对象的基矢量矩阵以及原始的待检多媒体对象的基矢量矩阵进行典型相关分析，得到两者的相似度，当所述相似度不小于预定的相似度比较值时，待检多媒体对象的数字签名为真，否则，待检多媒体对象的数字签名为假。

进一步地，所述的数字多媒体对象为数字图像，此时，所述的低层特征向量为尺度不变特征变换特征向量。

进一步地，所述的数字多媒体对象为数字视频，此时，所述的低层特征向量为每一帧图像的尺度不变特征变换特征向量。

进一步地，所述的数字多媒体对象为数字视频，此时，所述的低层特征向量为数字视频中各个视频签名单元内的所有关键帧的尺度不变特征变换特征向量。

进一步地，所述的数字多媒体对象为数字视频，此时，所述的低层特征向量为数字视频中各个视频签名单元内所有关键帧的尺度不变特征变换特征向量采用基于距离测度的无监督聚类方法进行聚类，去除其中的奇异点后、将得到的各个类别的聚类中心作为该签名单元的特征向量。

再进一步地，所述的尺度不变特征变换特征是这样确定的：

o1.对图像进行采样生成图像金字塔；

o2.对金字塔中各个层或者/确定的相近大尺寸层的图像采用多个方差不同的高斯核进行平滑，对平滑后的图像两两相减得到高斯差分图像；

o3.根据所述高斯差分图像中的各点与所述点的近邻点的灰度值，确定各个点的关键值；

o4.确定各关键点的邻域像素的梯度方向直方图，取其峰值作为该关键点处邻域梯度的主方向；

o5.根据所述关键点邻域的像素点的梯度位置和方向，确定尺度不变特征变换特征向量。

更进一步地，所述的步骤o3，还包括：将所述关键点中所含的低对比度点和不稳定边缘的响应点去除。

更进一步地，所述的步骤o5进一步地包括：