二值图像
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二值图像是中国科技名词。
世界上最古老的四大文字系统,一是5500年前两河流域苏米尔人创造的楔形文字[1],二是5000多年前尼罗河流域古埃及人创造的圣书字[2],三是3300年前中国殷商时期的甲骨文,四是1500年前起源于中美洲的玛雅文字。其它文字都早已消亡,只有中国文字的发展未曾断裂,从商代一直传承至今,汉字是世界上现存最古老的文字,这是我们中华民族宝贵的文化遗产。
目录
名词解释
二值图像(Binary Image)是指将图像上的每一个像素只有两种可能的取值或灰度等级状态,人们经常用黑白、B&W、单色图像表示二值图像。
二值图像是指在图像中,灰度等级只有两种,也就是说,图像中的任何像素点的灰度值均为0或者255,分别代表黑色和白色。
连通性
对于集合S存在一条通路的条件是,通路的像素的某种排列,相邻像素满足某种邻接关系。例如点p到点q之间有A1,A2,A3.....An个像素点,且相邻像素点都满足某种邻接。则p和q间存在通路。如果通路首尾相连,则称闭合通路。S集合中的一点p只存在一条通路,则称为一个连通分量,如果S只有一个连通分量,则称为一个连通集。
对于R为一个图像子集,如果R连通的,则称R为一个区域。对于所有不连接的K个区域,其并集Rk构成了图像的前景,Rk的补集称为背景。
信息隐藏介绍
随着日常生活中需要保护的信息越来越多,隐写术也随之受到了研究者的重视。扫描设备和相机设备的迅速发展,使更多的数字图像被广泛使用,加之各种大、中、小型存储器设备的普及,数字产品越来越成为信息传输的主要内容。因为数字图片中有很多的冗余空间,而这些冗余空间内可以嵌入信息而不被人眼察觉,所以数字图形己经越来越受到信息隐藏者的喜欢。于是,基于图形图像的隐写术己经成为信息隐藏研究者的主要研究课题。而根据图像本身性质及使用的途径不同,一般情况下将对原始图像进行复制限制、版权维护等预处理。
通常情况下,用于隐写术的数字图像载体都是灰度图像和真彩图像,所以,研究者提出的大多数算法都是针对灰度图像或者真彩图像的信息隐藏算法,原因是对灰度图像和真彩图像的信息隐藏技术一般采用修改最不重要位置的信息来实现信息嵌入,这样的改动不容易引起人眼察觉,故而操作起来更加方便。但是这种隐藏方法并不能用于对二值图像的信息隐藏。但是二值图像的用途却并不比其他图像小,所以,对二值图像信息隐藏的研究也是相当重要的。
实际生活中以二值图像形式存在的物品有很多,像电子文档、数字签名、合同书、发票、法庭记录、黑白图像等〔绷。二值图像的每一个像素位都用一个值来表示,不存在灰度图像的位平面层。因为二值图像结构整齐,存储方便,所以在传真文件、商品条形码等重要数据文件中都被广泛使用。随着时代的发展,二值图像会越来越频繁地活跃在我们的日常生活中,并且这些二值形式存在的信息都有很大的存储价值和传输价值,所以基于二值图像的隐写术的研究刻不容缓。
因为二值图像仅有“0" "1”两个像素值,因此,直接替换黑白色调容易引起人类视觉器官的察觉,所以,对二值图像的信息隐藏不能单纯地进行像素值替换。在对黑白图像进行信息嵌入时,不提倡只考虑替换像素,而不考虑其周围环境,因为我们修改图像的像素值实际上是将黑白两个颜色的替换,所以我们在改变某一像素值时,一定要考虑到该像素周围的数值情况,防止像素替换后有单独的黑白点存在。我们可以在灰度图像的最不重要位置内任意修改像素值,因为即使我们在这个位置嵌入再多的信息,也不会引起人眼可察觉的失真。但是在黑白图像中,若把一片全是“0”像素中间突然嵌入一个“1”像素,相当于在一片黑图片当中突然点了一个白点,这会很容易引起人眼的察觉,故而不是很好的信息嵌入策略。因为这不符合信息隐藏的初衷,违背了隐写术最基本的要求。
基于二值图像的隐写术,根本方法是通过替换一个或多个像素值来实现秘密信息的嵌入隐藏,也有的研究者在离散余弦变换域或整数小波域对二值图像进行秘密信息嵌入,但这些嵌入策略的效果不如在空间域直接替换像素值明显,这类方法用在图像抖动和普通图像中更加适合。
因为在二值图像当中嵌入秘密信息更容易引起人眼察觉,所以关于二值图像的隐藏策略应该更加注重人眼视觉效果。于是研究者需要认真考虑到二值图像的自身特点,探索研究真正适合二值图像的信息隐写术,虽然这个研究课题更加有难度。
参考文献
- ↑ 楔形文字发现后,明明300年没人能看懂,后来为何突然被破译了?,搜狐,2022-10-03
- ↑ 啥是丁头字?圣书字?腓尼基创造了世界最早的字母?还是西奈体?,搜狐,2017-11-21