一种多媒体数字签名的方法技术

本发明专利技术公开了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。本发明专利技术具有如下优点：（１）能够实现数字签名的生成和匹配过程，应用范围广，便于数字签名推广；（２）与具体的数字媒体形态以及所提取的低层特征无关，构造的签名长度很短；（３）具有较高鲁棒性；（４）能够抵抗各种常见攻击；（５）能够和数字水印技术结合，具有更好地标识性。

【技术实现步骤摘要】
一种多々某体数字签名的方法
本专利技术涉及数字签名，特别地涉及，属于电 子

技术介绍
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，现有技术中多釆用数字水印(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/才莫转换、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士某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。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供，实现对数 字多媒体的签名。为达到上述目的，本专利技术提供，包括a. 将数字多々某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i某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01. 对图像进行采样生成图像金字塔；02. 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；04. 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；05. 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051. 以所述关键点为中心取nxn的窗口，对邻域中各像素的方向梯度 值进行以关键点为中心的高斯加权；052. 在边长为n/4的块上计算8个方向的梯度方向直方图，确定所述关 键点邻域内的每个像素的梯度方向和模值；053. 在边长为n/4的块上统计每个梯度方向的累加值，形成一个描述向 量，所有块的描述向量组成尺度不变特征变换特征向量。又进一步地，所述的n取值为16。更进一步地，所述的各个^L频签名单元是这样得到的pl.对数字视频等时间间隔地提取一系列视频关键帧，提取每个关键帧中的尺度不变特征变换特征；p2.在相邻关键帧间进行尺度不变特征变换特征点的快速匹配，当匹配 的特征点数量低于某一设定阈值时，将相邻两关键帧之间作为相邻视频签名 单元的边界。又进一步地，所述的时间间隔根据用户对数字签名的鲁棒性和区分性的 需求预先设定。与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点(1)本专利技术所提出的多媒体数字签名的方法，包括基于PCA的数字签 名基本生成方法以及基于CCA的数字签名基本匹配方法，能够实现数字签 名的生成和匹配过程，不仅适用于图像等静态对象地签名，也适用于视频等 动态对象的签名，便于数字签名的实用性推广；(2 )本专利技术所提出的多媒体数字签名的方法与具体的数字媒体形态无 关，与所提取的低层特征无关，构造的签名长度很短，实现数字签名的鲁棒 性与区别性之间的自由调整与折衷；(3 )本专利技术所提出的多媒体数字签名的方法是基于SIFT特征的数字图 像签名方法，将其应用于数字图像和数字签名中，具有较高鲁棒性，特别是 在抗几何失真的鲁棒性上提升显著；(4) 本专利技术所提出的多媒体数字签名的方法还可以基于内容自适应视 频签名单元分割及SIFT特征聚类，由此充分利用了时序信息，有效提高视 频签名的鲁棒性，能够抵抗针对视频的特殊攻击方式；(5) 本专利技术所提出的多媒体数字签名的方法不仅可以单独使用，还可 以与数字水印技术共同使用，起到更好的标识作用；如果将本专利技术的方法或 者本专利技术的方法与数字水印技术的结合应用于互联网多媒体信息的盗版检 测中，将更可靠地解决当今互联网上普遍存在的多々某体信息盗版复制等版权 问题。附图说明图1为本专利技术具体实施例中多媒体数字签名的生成方法的流程图2为本专利技术具体实施例中多媒体数字签名的鲁棒性和区别性之间进行 调整的示意图3为本专利技术具体实施例中多媒体数字签名的验证方法的流程图4为本专利技术具体实施例中高斯差分图像的生成过程示意图5为根据图4所生成的高斯差分图像确定关键点的示意图6为图5中确定的各关键点的邻域像素的梯度方向直方图7为根据统计邻域点梯度方向生成特征向量的示意图8为本专利技术实施例内容自适应视频签名单元地分割示意图9为本专利技术实施例中数字视频签名单元中SITF特征向量矩阵形成过 程的示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步地介绍，但不作为对本发 明的限定。如图l所示， 一种多媒体数字签名的生成方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩庆军，
申请(专利权)人：韩庆军，
类型：发明
国别省市：11[]