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专利号: 2018111980571
申请人: 广东财经大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-01-15
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于关键点传递匹配的图像复制粘贴检测方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:对于待检测的图像,在图像中提取Harris-Laplace关键点;

S2:对于Harris-Laplace关键点,构建其LIOP描述子;

S3:将S1的Harris-Laplace关键点在一颗Kd-Tree树上进行存储,然后采用g2NN的匹配策略,得到Harris-Laplace关键点的初始匹配关系;

S4:把待检测的图像分成若干个图像块,统计任意两个图像块之间Harris-Laplace关键点的匹配个数NH;

S5:在相互存在匹配关系的若干个图像块中,进行Harris-Laplace关键点的匹配关系的传递,得到Harris-Laplace关键点的新的匹配关系;传递规则是(K1,K2),其中K1,K2,K3都是Harris-Laplace关键点,(K1,K2),(K1,K3)是已知的匹配关系;

S6:在传递的匹配之后,对NH进行更新,并根据NH进行判断,如果NH大于O,则认为上述的两块图像块是匹配的,保留上述的两块图像块及其对应的匹配的Harris-Laplace关键点,并执行S7;若NH不大于O,则放弃对应的匹配点对,并认为相应的图像块是不匹配的;所述的O是人为预设值;

S7:在任意两个存在匹配关系的图像块中,任意取三对非共线的匹配点对,并估计上述两个存在匹配关系的图像块的仿射变换矩阵,将匹配点对的起点分别与仿射变换矩阵相乘,然后与匹配对的终点进行比较,若两者之间的误差小于β,则将匹配点对定义为符合条件的匹配点对;迭代执行预设的次数Nit后,选择符合匹配点对数量最多并且对应的误差之和最小的仿射变换矩阵为最终的仿射变换矩阵;所述的β和Nit是人为预设值;

S8:通过将待检测的图像结合最终的仿射变换矩阵,得到变换后的图像;计算变换后的图像与待检测的图像在相应位置上的相关系数,并对其进行二值化处理,得到二值化的相关系数,若点的二值化的相关系数大于ζ,则定义为可疑点,并在二值图的相应位置上设为

1;若点的二值化的相关系数不大于ζ,则在二值图的相应位置上设为0;在最终的二值图上进行形态学操作,得到最终的检测结果图;所述的ζ是人为预设值。

2.根据权利要求1所述的图像复制粘贴检测方法,其特征在于,所述的S1包括以下流程:S1.1:构建Harris的若干尺度空间,得到各个尺度的角点,从而形成初始点集;

S1.2:在初始点集中通过选择符合条件的角点,成为Harris-Laplace关键点。

3.根据权利要求2所述的图像复制粘贴检测方法,其特征在于,所述的S1.1包括以下内容:角点的提取方法,首先得到点x所对应的自相关矩阵M:

式中,所述的σI是积分尺度,所述的σD是微分尺度,所述g(σI)是高斯卷积核,所述的Ix是x方向的偏导数,所述的Iy是y方向的偏导数;

其中M可以进一步表示为:

其中

初始点集的形成规则:

R=det(M)-αtrace2(M)

式中,R是角点响应函数,通过R的值判断是否为角点,需要同时满足两个判断条件:第一,点x的角点响应与点x周围的8个点所对应的角点响应进行比较,并且大于其周围

8个点的角点响应;

第二,R必须大于给定的阈值TR;

如果同时满足上述条件,就判断定点x为角点;若否,则判断点x不是角点;α是一个人为预设值,取值范围是[0.04,0.06];

式中,det(M)是矩阵M的行列式,计算方法是det(M)=AB-C2;式中,trace(M)是矩阵M的迹,计算方法为trace(M)=A+B。

4.根据权利要求3所述的图像复制粘贴检测方法,其特征在于,所述的S1.2中的条件包括以下内容:对于初始点集中的某个点x,验证其是否是尺度空间的极大值,若是就保留上述的点,否则就抛弃上述的点:

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的图像复制粘贴检测方法,其特征在于,所述的S2包括以下流程:S2.1:将Harris-Laplace关键点周围分成若干个小块;

S2.2:对于小块内的点y,从点y周围取N个点,然后求点y对应的LIOP特征描述,所述的LIOP特征描述通过下式进行表达:LIOP(y)=Φ(γ(P(y)))

式中,所述的P(y)=(I(y1),I(y2),···,I(yN))∈PN,所述的I(yi)表示点y的第i个相邻点yi的像素值;所述的γ表示一个N维向量所对应的所有置换构成的集合,有N!种可能;

所述的Φ(γ)对刚才的各种可能构成一个N!维的向量,且映射对应的是第Q个,则把N!维的向量的第Q位置为1,其余位都置为0,所述的Q是介于1和N!之间的正整数;

S2.3:将S2.1中所有的小块的LIOP特征描述乘以对应的权值函数,构建LIOP描述子。

6.根据权利要求5所述的图像复制粘贴检测方法,其特征在于,所述的S3的g2NN的匹配策略包括以下内容:在一颗Kd-Tree树中寻找与指定的Harris-Laplace关键点所对应的特征最接近的R个Harris-Laplace关键点,所述的R是正整数;定义指定的Harris-Laplace关键点与其最近邻关键点对应的特征之间的距离是d1,定义指定的Harris-Laplace关键点与次近邻关键点对应的特征之间的距离是d2,以此类推,直至dR;然后计算d(i)/d(i+1)的比值(i=1,2,…,R-1);

若当i=j的时候,有d(j)/d(j+1)

7.根据权利要求6所述的图像复制粘贴检测方法,其特征在于,所述的S7包括以下内容:对于一对匹配点对,定义为X=(p,q)和 仿射变换关系通过下式进行表达:在上述公式中,所述的a,b,c,d,tx,ty是待定系数,所述的T是仿射变换矩阵;通过将三对非共线的匹配点对,代入到上述公式中即可求得T;

误差通过下式进行表达:

所述的 和Xi是一对匹配点对;上面公式表示误差之和最小时所对应的仿射变换T。

8.根据权利要求1、2、3、4、6或7所述的图像复制粘贴检测方法,其特征在于,所述的S8的相关系数通过下式进行表达:式中,所述的c(x)表示相关系数,所述的Ω(x)是以x为中心的区域,所述I(μ)是原始的待检测的图像中的点μ所在位置的像素值,所述F(μ)是原始的待检测的图像中的点μ所在位置的像素值乘以对应的仿射变换之后得到的值,所述的 和 是以x为中心的区域的平均像素值。

9.根据权利要求8所述的图像复制粘贴检测方法,其特征在于,所述的O=3。

10.根据权利要求1、2、3、4、6、7或9所述的图像复制粘贴检测方法,其特征在于,所述的ζ=0.5。