颜色相似性度量在主动伪装设计中应用

第４５卷　第８期 激光与红外

Ｖｏｌ．４５，Ｎｏ．８　２０１５年８月 ＬＡＳＥＲ　＆　ＩＮＦＲＡＲＥＤＡｕｇｕｓｔ，２０１５

文章编号：１００１-５０７８（２０１５）０８-０９９９-０５·图像与信号处理·

颜色相似性度量在主动伪装设计中应用

杨恒伏１，２，殷建平１

（１．国防科学技术大学计算机学院，湖南长沙４１０００７３；

２．湖南第一师范学院信息科学与工程学院，湖南长沙４１０２０５）

摘　要：在充分利用颜色相似性的基础上，提出一种自适应主动伪装设计方案。首先应用结合

颜色相似性的Ｋ均值聚类获得背景主色，然后根据颜色相似性原则实施目标伪装，最后应用

无损数据隐藏技术以实现从伪装图像恢复原图像。实验表明该伪装方案伪装效果好，可有效

保护特定军事目标，同时原图像可恢复性使得该方案可应用于数字图像隐蔽通信。

关键词：主动伪装；颜色相似性；背景主色；无损数据隐藏；聚类

中图分类号：ＴＰ７５１；Ｅ９５１．４ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１-５０７８．２０１５．０８．０２５

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｏｌｏｒｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎｄｉｇｉｔａｌ

ａｃｔｉｖｅｃａｍｏｕｆｌａｇｅｄｅｓｉｇｎ

ＹＡＮＧＨｅｎｇ-ｆｕ１，２，ＹＩＮＪｉａｎ-ｐｉｎｇ１

（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ，ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７３，Ｃｈｉｎａ；

２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕｎａｎＦｉｒｓｔＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０２０５，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎａｄａｐｔｉｖｅｉｍａｇｅａｃｔｉｖｅｃａｍｏｕｆｌａｇｅｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｌｏｒｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅ

ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｄｏｍｉｎａｎｔｃｏｌｏｒｓｗｅｒｅｅｘｔｒａｃｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇＫ-ｍｅａｎｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇａｎｄｃｏｌｏｒｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ．Ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｔａｒｇｅｔｃａｍ-

ｏｕｆｌａｇｅｗａｓｄｏｎｅａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｃｏｌｏｒｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ．Ｆｉｎａｌｌｙｔｈｅｌｏｓｓｌｅｓｓｄａｔａｈｉｄｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｗａｓ

ｕｓｅｄｔｏｒｅｃｏｖｅｒｏｒｉｇｉｎａｌｉｍａｇｅｓｆｒｏｍｃａｍｏｕｆｌａｇｅｉｍａｇｅｓ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｃａｍｏｕｆｌａｇｅｄｅ-

ｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｃａｎａｃｈｉｅｖｅｇｏｏｄｃａｍｏｕｆｌａｇｅｅｆｆｅｃｔ，ａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｓｐｅｃｉｆｉｅｄｍｉｌｉｔａｒｙｏｂｊｅｃｔ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｉｔｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄｉｎ

ｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｄｉｇｉｔａｌｉｍａｇｅｃｏｖｅｒｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｒｅｃｏｖｅｒａｂｉｌｉｔｙｏｆｏｒｉｇｉｎａｌｉｍａｇｅｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｃｔｉｖｅｃａｍｏｕｆｌａｇｅ；ｃｏｌｏｒｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ；ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｄｏｍｉｎａｎｔｃｏｌｏｒ；ｌｏｓｓｌｅｓｓｄａｔａｈｉｄｉｎｇ；ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ

基金项目：国家自然科学基金（Ｎｏ．６１０７３１９１，６１１７０２８７，６１３７３１３２）；湖南省教育厅科学研究重点项目（Ｎｏ．１２Ａ０２９）；

湖南省软科学研究计划重点项目（Ｎｏ．２０１３ＺＫ２０１４）；湖南省教育科学规划重点课题（Ｎｏ．ＸＪＫ０１３ＡＸＸ００１）资助。

作者简介：杨恒伏（１９７４－），男，副教授，博士，主要研从事信息安全，信息伪装，图像处理方面的工作。

Ｅ-ｍａｉｌ：ｈｅｎｇｆｕｙａｎｇ＠１６３．ｃｏｍ

收稿日期：２０１４-１１-２１；修订日期：２０１４-１２-１７１　引　言

迷彩伪装是对抗军事侦察和武器攻击系统的

常用手段。其主要目的是通过减少目标与周围环

境的光学差别以降低目标显著性，从而躲避敌方

侦察，提高已方战场生存能力［１］。传统迷彩设计以手工设计、统计分析和主观经验为基础，其周期

长且伪装效果差。随着计算机技术的不断发展，数字迷彩设计开始应运而生。数字迷彩伪装是运用计算机与数字图像处理技术提取自然背景纹理、颜色等信息，并以较小单元色块表现出来的伪装技术。相对于传统迷彩方案，其在计算开销与