基于小波包分析的数字音频双水印算法

针对以往双水印算法鲁棒性不高和定位不准确的问题,提出一种基于小波包分析的数字音频双水印算法。算法对原始音频信号进行小波包分解,在得到的低频系数和中低频系数中嵌入零水印和半脆弱水印。改进的零水印算法鲁棒性有了很大的提高,能更好地完成音频信号的版权保护;对中低频系数采用量化的方法嵌入二值水印图像,有别于以往算法需将二维图像转换为一维序列,不会对零水印的提取产生影响。该方法对一系列常规处理和幅度缩放都有较好的鲁棒性,不但能确定水印图像遭恶意篡改的位置,而且能够定位原始载体音频的篡改位置,真正实现了对音频信号的内容认证。     

用于内容认证的半脆弱音频零水印算法

提出了一种可用于版权和内容认证的半脆弱音频零水印算法,该算法提取载体音频的中低频分量构造零水印,确保了水印算法的不可感知性,并可实现盲检测。采用自适应的音频分帧方法,合理地分配了水印图像的像素点,从而提高了算法的篡改定位能力和对于常规攻击的鲁棒性。同时利用多级置乱技术消除水印图像的相关性,提高了算法的安全性以及对于常规攻击的鲁棒性。算法不但可进行完整性认证,还可以通过篡改评估准确定位篡改区域。实验结果表明,该算法对于常规攻击具有较好的鲁棒性,对恶意攻击还体现了很强的篡改定位能力。     

基于双混沌与双极性的二重水印算法

针对双水印的鲁棒性和信噪比不高、定位不准确的问题,提出一种基于双混沌与双极性的双重水印算法。该算法在对小波包分析的基础上,依据奇异值的稳定性,对双混沌系统进行加密,构造出抗攻击性更强的零水印。通过对小波包分解的奇偶系数和之差采用双极性量化策略,使嵌入噪声分散到奇系数上,大幅提高信噪比。实验结果表明,该算法能有效抵抗各种常规攻击,区分常规攻击与恶意篡改,并能对恶意篡改进行定位。     

基于分块压缩感知的图像半脆弱零水印算法

针对数字图像的内容认证和完整性保护问题,提出了一种基于分块压缩感知(Compressive sensing, CS)的图像 半脆弱零水印算法(Block compressive sensing based image semi-fragile zero-watermarking, BCS-SFZ).首先将图像划分成若干分块,分块大小可以根据水 印数据量和篡改定位精度调整.再按照压缩感知理论对各个图像块进行观测, 并将观测值作为零水印信息注册保存.实验结果表明, BCS-SFZ算法可以准确定位非法篡改并借助水印信息恢复被篡改的区域. 压缩感知理论的引入为算法提供了保密性支持,并且有利于实现图像成像与水印生成的同步,同时该算法实现简单,计算复杂度低.     

用于版权和内容认证的音频水印

提出了一种多功能水印算法,能同时对数字音频版权和内容完整性进行认证。首先将代表版权信息的二值图像以零水印方式嵌入音频美尔倒谱系数（MFCC）,再将该系数转换成二进制串,作为最终的水印信息以量化方式嵌入音频离散余弦变换（DCT）域。检测时可实现两种水印信息的盲提取。实验结果表明,该方法不但对音频内容的恶意篡改非常敏感,而且能够定位出被篡改音频的位置;此外,还能有效抵抗诸如滤波、MP3压缩等常规信号处理操作,正确恢复版权信息。     

基于奇异值分解的零水印算法

针对传统的基于奇异值分解的水印算法水印容量较低的缺陷,提出基于奇异值分解的零水印算法,在分块的基础上提取奇异值向量的前若干项,将其作为图像特征,并利用此特征进行零水印构造。仿真实验结果表明,该算法能降低计算复杂度,增加水印容量,稳健性较好。     

一种基于正交傅立叶梅林矩的多功能水印算法

为了克服现有的针对几何攻击的水印算法的缺点,该文提出了一种结合正交傅立叶梅林矩和零水印技术的多功能水印方法。首先嵌入半脆弱水印以定位篡改区域,随后对含水印图像计算正交傅立叶梅林矩,并利用这些矩的幅值和相位生成特征矩阵,再分别与有意义水印进行运算产生数字指纹,并在可信第三方中注册。当发生版权纠纷时,利用可疑图像的特征矩阵和数字指纹提取出水印,并依此判定版权归属。实验结果表明,该文算法比已有的零水印方法具有更好的鲁棒性,而且在有噪声干扰的情况下,仍能够准确定位篡改区域。     

基于超混沌的医学图像篡改定位零水印算法

摘  要：针对医学图像面临恶意篡改、信息窃取和泄露等安全问题,提出了一种基于超混沌的医学图像篡改定位零水印算法。首先将原始载体图像的最低有效位LSB（Least Singificant Bit）置零,然后将其分成互不重叠的子块,计算每块的均值,利用块中每个像素值与块均值的大小关系构造特征矩阵,最后利用Arnold置乱后的特征矩阵与超混沌加密的二值水印进行异或运算来构造零水印;另外,如果图像遭到篡改,通过计算差值图像,则能精确定位篡改位置及篡改形状。实验结果表明,该方案不仅具有较好的安全性,而且达到良好的篡改检测和定位效果。     

空域彩色图像鲁棒零水印算法

针对传统变换域水印算法往往通过修改变换域系数来嵌入水印信号,影响图像不可感知性的问题,利用载体图像整体均值与分块均值之间大小关系的稳定性,提出一种新的空域彩色图像鲁棒零水印算法。算法直接在空域通过整体图像均值与分块均值之间的关系构造特征矩阵,之后将此特征矩阵与预处理后的水印信息进行异或运算构造零水印信息,预处理之后再注册到知识产权数据库里。提取水印信息时,通过投票策略得到最终提取的水印信息。大量的仿真实验结果表明,该算法对常规的信号处理攻击、行列平移、尺寸缩放和旋转等几何攻击具有较强的鲁棒性。与相似的鲁棒水印算法相比,对于大多数的攻击,该算法具有更优越的性能。     

基于空域的水印图像几何校正和零水印算法

为了有效实现对数字图像的版权保护,提出一种通用的水印图像几何校正和零水印算法。,用两个稳定而又相距最远的图像SIFT特征点的变化估计图像所经历的旋转和缩放参数,校正之后,再用一个稳定的SIFT特征点的变化校正图像的平移变换。根据零水印特点,随机从载体图像提取特征像素与水印像素按位异或运算构造零水印。理论分析和实验结果表明,图像几何校正算法能有效恢复水印同步,使水印算法能够正确检测水印;零水印算法具有较好的安全性,比基于DWT的同类零水印算法具有更强的抗剪切、几何变换、图像处理和常规信号处理攻击的能力。     

A multipurpose audio watermarking algorithm with synchronization and encryption

We propose a new multipurpose audio watermarking scheme in which two complementary watermarks are used.For audio copyright protection,the watermark data with copyright information or signature are first encrypted by Arnold transformation.Then the watermark data are inserted in the low frequency largest significant discrete cosine transform(DCT) coefficients to obtain robustness performance.For audio authentication,a chaotic signal is inserted in the high frequency insignificant DCT coefficients to detect tampered regions.Furthermore,the synchronization code is embedded in the audio statistical characteristics to resist desynchronization attacks.Experimental results show that our proposed method can not only obtain satisfactory detection and tampered location,but also achieve imperceptibility and robustness to common signal processing attacks,such as cropping,shifting,and time scale modification(TSM).Comparison results show that our method outperforms some existing methods.     

A semi fragile watermarking algorithm based on compressed sensing applied for audio tampering detection and recovery

Research on audio tampering detection and recovery plays an important role in the field of audio integrity, and authenticity certification. Generally, we use technology of fragile/semi fragile watermarking to detect and recover tampered audio. In this study, a new scheme for watermark embedding, tampering detection, and recovery is proposed. In the new scheme, we get the compressed version of original audio signal using compressed sensing technology and apply discrete wavelet transform (DWT) to each audio frame. In process of embedding, a new self-adaptive algorithm is proposed. Watermark is the quantized reference value of original framed audio signal and tampering location data, and is embedded in the region with low energy of high frequency coefficients and high energy of low frequency coefficients respectively after 2-level DWT. In process of detection, we locate tampered areas by comparing the value of generated random number and extracted watermark after XOR operation with the extracted location data. As for speech, we set a threshold to judge whether it is tampered or not. At last, we extract watermark in areas which are not damaged and get the recovered signal after decompression. Experiments and analysis show that signal after embedding has at least 5 dB higher average signal-to-noise ratio than others, and broken frames and groups can be detected exactly. When signal is destroyed by 20%, 98% of the corpus is intelligible after recovery, and even destroyed by 50%, 80% of the corpus recovered is also intelligible. Compared with other recovery algorithms, audio signal recovered by our proposal has a higher signal-to-noise ratio and a better robustness to some signal processing. When tampering rate is 50%, the average detection rate is over 93%, which indicates that our method is workable.

     

A source coding scheme for authenticating audio signal with capability of self-recovery and anti-synchronization counterfeiting attack

Authenticating the veracity and integrity of digital media content is the most important application of fragile watermarking technique. Recently, fragile watermarking schemes for digital audio signals are developed to not only detect the malicious falsification, but also recover the tampered audio content. However, they are fragile against synchronization counterfeiting attack, which greatly narrows the applicability of audio watermarking schemes. In this paper, a novel source coding scheme for authenticating audio signal based on set partitioning in hierarchical trees (SPIHT) encoding and chaotic dynamical system with capability of self-recovery and anti-synchronization counterfeiting attack is proposed. For self-recovery feature, the compressed version of audio signal generated by SPIHT source coding and protected against maliciously tampering by repeated coding is embedded into the original audio signal. Besides, for robustness against synchronization counterfeiting attack feature, based on the position and content of audio section, check bits are generated by Hash algorithm and chaotic sequence, and taken as part of fragile watermark. Simulation results show the self-embedding audio authentication scheme is recoverable with proper audio quality, and it has capability against synchronization counterfeiting attack.

     

基于小波域的均值量化数字音频水印算法

提出了一种均值量化的小波域数字音频水印算法。均值量化可以减少攻击对水印的影响,算法选择合适的小波基对音频信号进行小波分解,对其中的中、低频系数进行均值量化,嵌入水印,水印提取过程不需要原始音频信号。实验结果表明,与一般水印量化算法相比,该算法对MP3、重量化、重采样、低通滤波和噪声干扰等信息处理型攻击具有更好的鲁棒性。     

基于频率掩蔽效应的自适应音频数字水印技术

文章提出了一种基于频率掩蔽效应的自适应音频数字水印算法。嵌入的水印为视觉可辨的二值图像,水印能根据音频信号的频域掩蔽阈值进行自适应调整,水印的提取采用假设检验的方法。实验结果表明所嵌入的水印是不可感知的,该算法对大多数音频信号处理具有很强的鲁棒性,如重采样、MP3压缩和随机裁剪等操作。     

基于m序列的音频水印隐藏算法

该文提出基于m序列的音频信息隐藏算法,将需要隐藏的水印信息进行m序列的扩展;对数字音频信号进行分段离散小波变换,最后将经过调制的水印信号嵌入到二层小波变换的中频系数中。在接收端,利用盲检测可以精确地提取水印信号。实验仿真结果表明:算法对原始载体音频信号的影响极小,具有较好的鲁棒性和透明性。     

一种抗裁剪的半脆弱音频水印算法

半脆弱水印不但可以容忍一定程度的常规信号处理操作, 而且可以检测出对多媒体数据的恶意篡改并定位篡改区域. 本文提出一种抗裁剪的半脆弱音频水印算法, 具有以下特点: 1)充分利用多级置乱技术准确定位篡改区域, 最大限度改善被篡改后水印的视觉效果; 2)在篡改定位过程中, 无需原始水印参与; 3)利用水印的归一化相关系数, 可进行完整性认证并给出篡改程度的度量. 实验结果表明, 该算法计算简单, 有很好的抗裁剪性能, 同时对篡改的定位也很精确.     

基于量化的倒谱变换数字音频水印算法

提出了一种基于复倒谱变换的数字音频水印算法。该算法充分利用了复倒谱变换的特征,将原始音频信号分成若干帧,每帧音频实施复倒谱变换后,将系数均值按照一定的量化方法嵌入水印,水印的提取不需要原始音频信号,是一种盲水印算法;实验结果表明,嵌入的水印不仅具有很好的透明性,而且对重新采样、低通滤波、添加噪声、重新量化、有损压缩等攻击也具有很好的鲁棒性。     

基于KMP的高效半脆弱音频水印算法

提出一种基于KMP的高效半脆弱音频水印算法,该算法可以容忍一定程度的常规信号处理操作,检测出对多媒体数据的恶意篡改并定位篡改区域。利用同步信号定位水印的嵌入位置,以提高水印提取的正确率,通过在水印检测系统中引入KMP搜索方法,在保证同步信号准确定位的同时提高算法效率。在篡改定位过程中,无需原始水印的参与。实验结果表明,该算法对篡改区域的定位较精确,效率高,有较好的抗裁剪性能。     

一种基于倒谱变换的自适应音频水印算法*

结合人类听觉系统,提出了一种基于倒谱变换的自适应音频水印算法,充分利用复倒谱变换的性质,将原始音频信号分成若干帧,每帧实施复倒谱变换后,在对应位置按照一定的方法嵌入水印信号。水印的提取不需要原始音频信号,是一种盲水印算法。实验结果表明,嵌入后的水印不仅具有很好的不可感知性,而且对添加噪声、重新采样、低通滤波和重新量化等攻击也具有很好的鲁棒性。