[发明专利]基于分形的数字图像主动伪装方案

摘要

本发明提供了基于分形的数字图像主动伪装方案，包括自适应伪装和原图像恢复两个主要阶段。自适应伪装阶段利用基于颜色相似性的分形映射实现目标到背景的分形伪装，将原图像变换成另一幅有意义图像，以实现目标自适应伪装。原图恢复阶段，授权用户先无损提取目标区边界链码与分形参数码本，通过适当的分形迭代即可近似恢复出原彩色图像。本发明充分结合了分形自相似性与图像颜色特性，实现了目标与背景的充分融合，伪装效果好，可用于指导军事领域军事目标伪装。本发明技术方案安全性好，仅拥有正确密钥的认证用户可有效恢复原始图像，并且计算开销低，可较好地应用于网络环境可视媒体隐匿通信。

主权项

一种基于分形的数字图像主动伪装方法，其特征在于，结合颜色相似性与分形迭代理论将数字图像变换成另一幅有意义图像，实现目标自适应分形伪装，包括自适应伪装和原图像恢复共两个主要阶段；其中自适应伪装阶段又由颜色相似性计算、基于颜色相似性的四叉树分割、目标分形伪装三部分组成，通过结合颜色相似性的分形迭代，实现背景区到目标区的自适应替换，以完成分形伪装；原图像恢复阶段首先无损恢复出目标区边界链码和分形参数组，从而确定目标区域，并近似恢复出原始目标区；所述目标分形伪装阶段，包括以下步骤：步骤1：载入图像I，给定用户密钥key，用户确定图像目标区与背景区，并记录下目标区边界链码L；步骤2：提取原始彩色图像I的RGB颜色的亮度分量Y＝0.301r+0.568g+0.113b，得到一幅灰度图像I′；对灰度图像I′，根据基于颜色相似性的四叉树分割方案对图像目标区进行划分，到具有不同尺寸2l×2l的互不重叠的子块，称为值域块Ri，其中l为子块不同尺寸时的标号；采用同样方法对图像背景区进行划分，作为定义域块Di；步骤3：计算所有定义域块的均值颜色，计算各定义域块均值颜色相似性值；步骤4：将所有的定义域块按其均值颜色相似性大小进行排序，划分为n个区间，并据此将各定义域块进行分类；步骤5：计算各值域块的颜色相似均值，并根据其所属区间确定其所属的类别以构建各值域块的定义域池；步骤6：针对各值域块Ri，在确定的定义域池中进行块匹配操作，找到最佳匹配定义域块Dj，使得Dj经过空间变换和灰度值仿射变换后与Ri的平方误差最小；步骤7：针对图像RGB三个分量，分别对灰度尺度因子o和平移因子p进行修正；对每一个值域块Ri，记录以下分形迭代参数组Pi：从I′中得到的最佳匹配定义域块Dj的左上角顶点坐标(dx,dy)，Dj和Ri达到最佳匹配时对Dj所做仿射变换的序号，以及RGB三个分量尺度因子o，平移因子p的修正值；所有值域块分形参数组Pi即构成分形码本P；步骤8：用最佳匹配定义域块Dj替换值域块Ri；步骤9：重复步骤5‑8，直到原图像I中所有的值域块均已被替换；步骤10：利用适当的低通滤波操作对伪装图像进行平滑修正；步骤11：利用无损数据隐藏技术将目标区边界链码L及分形码本P伪随机地隐藏到彩色图像中，以获得生成最终伪装图像