ACM TOMM论文：联合全局和局部不变特征的鲁棒图像哈希算法

图像拷贝检测是一种有用的图像版权保护技术。多重失真下的图像拷贝检测是当前研究亟待解决的一个问题。针对该问题，本文利用全局和局部不变特征设计了一种面向多重失真图像拷贝检测的鲁棒哈希算法，算法示意图如图1所示。与现有研究相比，该项研究工作的主要贡献如下：

（1）提出利用四元数傅里叶变换相位谱（PQFT）视觉显著模型和灰色共生矩（GLCM）计算全局不变特征。由于视觉显著模型能反映人类视觉系统所关注的焦点区域，而PQFT视觉显著模型能充分挖掘图像的颜色信息，因此联合PQFT视觉显著模型和GLCM构造的全局不变特征能实现在不降低鲁棒性的前提下有效地提高算法的唯一性。

（2）使用核主成分分析（KPCA）技术和向量距离计算图像的局部不变特征。由于KPCA可以保持图像的内部几何关系，因此利用KPCA可以学习到有区分度的图像特征，确保算法的唯一性。此外，在 KPCA域中提取向量距离构造局部不变特征，使算法具有较好的鲁棒性和紧凑性。

（3）联合全局和局部不变特征，采用加密和序数测量等方式生成哈希序列，确保哈希序列具有较好的安全性和紧凑性。

图1. 本文算法示意图

图2展示了本文算法与多种文献图像哈希算法在分类性能的ROC曲线对比。实验结果表明本文算法在鲁棒性和唯一性之间取得较好的分类性能。

图2. 分类性能对比

图3展示了本文算法与多种先进的图像哈希算法在多重失真图像拷贝检测性能上的MAP对比。实验结果表明本文算法在多重失真图像拷贝检测方面表现出较好的性能优势。 

图3. 多重失真图像拷贝检测的性能对比

该研究工作的论文已经被CCF-B类期刊ACM Transactions on Multimedia Computing Communications and Applications (TOMM)录用，作者为我院的梁晓萍、唐振军*、李志欣、于梦竹、张瀚匀和张显全。

论文信息如下：Xiaoping Liang, Zhenjun Tang*, Zhixin Li, Mengzhu Yu, Hanyun Zhang, and Xianquan Zhang, Robust Hashing via Global and Local Invariant Features for Image Copy Detection, ACM Transactions on Multimedia Computing, Communications, and Applications, DOI:10.1145/3600234, 2023.

论文下载链接: https://doi.org/10.1145/3600234