基于NSST变换与粒子群优化的鲁棒水印算法

为增强水印图像的视觉隐秘性并抵御几何失真能力,设计NSST变换耦合粒子群优化的鲁棒水印算法。提取图像对应的Y(亮度)、U(色度)、V(浓度)成分;引入非下采样Shearlet变换(nonsubsampled Shearlet transform,NSST),对Y、U和V实施分解,形成对应的低频子带,将其分割为若干个子块;建立粒子群算法的适应度函数,优化子块的嵌入强度;构建水印嵌入方法,将水印信息隐藏到NSST系数中;构建训练图像集,计算这些样本的多元极谐变换(quaternion polar harmonic transorm,QPHT)矩,从中确定8个QPHT系数;训练支持向量机,预测攻击参数;构建水印检测方法,从校正图像中提取水印。测试数据表明,较已有的鲁棒水印技术而言,所提方案具有更高的不可感知性与抵御几何攻击的能力。     

联合非下采样Contourlet变换与奇异值分解的多水印算法

为解决最近报道的Contourlet变换域基于奇异值分解的水印算法存在的高虚警率问题, 提出一种多水印算法。对Arnold置乱后的水印图像进行奇异值分解, 将其中一个正交矩阵嵌入原始图像非下采样Contourlet域的两个高频方向子带中, 并利用奇异值来调整原始图像非下采样Contourlet域剩余子带的系数矩阵, 通过逆变换得到含水印图像。抽取水印时首先计算从待检测图像抽出的正交矩阵和真实水印正交矩阵的相似度, 与阈值进行比较, 以决定抽取过程是否进行。由于非下采样Contourlet变换的高冗余性, 最终可抽取出多个水印图像。实验表明, 算法较好地克服了高虚警率问题。一系列的攻击实验证明算法具有较好的鲁棒性。     

基于非下采样Contourlet变换和伪Zernike矩的水印算法

针对水印嵌入伪Zernike矩信息量小的不足,设计一种基于非下采样Contourlet变换和伪Zernike矩的水印算法.算法首先将水印信息量化调制嵌入原始图像的非下采样Contourlet变换域低频区域,然后计算伪Zernike矩进行几何校正.实验结果表明,该算法在具有较大的水印嵌入量的同时,对常见图像处理和几何攻击具有较好的鲁棒性.     

基于Shearlet变换的盲图像水印算法

为进一步提高基于变换域水印算法的性能,设计一种基于Shearlet变换的盲图像水印算法。首先将原始图像进行Shearlet变换;其次根据最大后验概率MAP准则选择重要系数;最后水印根据重要系数能量自适应嵌入。水印检测端使用盲水印检测。实验结果表明,该算法不仅具有很好的透明性,同时对常见图像处理攻击和几何攻击均具有很强的鲁棒性,其性能明显优于傅里叶域和小波域的水印算法。     

基于小波变换和神经网络的盲数字水印算法

文中提出了一种基于小波变换和神经网络的盲数字水印算法。算法嵌入的水印信息是一幅二值图像,每位水印信息被连续多次嵌入宿主图像小波分解的低频子带。利用提取含水印图像小波分解的低频子图的特征点坐标集估计水印图像遭受的几何失真,根据估计的几何失真参数对受到几何攻击的水印图像进行校正,最后利用神经网络很好的非线性映射和自适应学习功能实现水印信息的盲提取。实验表明,算法对常见的图像处理和几何攻击具有很好的鲁棒性。     

基于小波变换的3维网格水印

3维网格数据是不规则采样的数据集,传统的图像变换域水印算法不能直接应用到网格上.提出了一种小波变换域的鲁棒网格水印算法.该算法对半规则的多分辨率网格进行小波变换,得到一个基网格和一系列小波系数.在对小波系数的统计特性进行实验分析的基础上,选择在低频子带的小波系数中嵌入水印,并对小波系数的切向和法向分量设计了不同的嵌入强度,以减小几何失真.实验结果表明,该水印算法满足不可见性,并具有较强的鲁棒性.     

利用边缘检测与Zernike矩的半脆弱图像水印算法

为了提高半脆弱图像水印算法的认证能力,提出了基于边缘检测与Zernike不变矩的半脆弱图像水印认证算法。引入离散小波变换(disceret wavelet transform,DWT)机制,对归一化后的载体图像进行三级分解,获取10个子带LL_3、HL_3、LH_3、?HH_3、HH_2、HL_2、?LH_2、?HL_1、LH_1、HH_1;再利用Sobel算子与Zernike矩方法对LL_3子带进行处理,输出边缘映射与量化特征的Zernike矩,将二者视为水印信息;随后,设计水印嵌入机制,将Sobel边缘映射嵌入到载体图像的LL_3子带对应的DWT系数中,形成初始水印图像;并再次利用Sobel算子对初始水印图像进行检测,获取边缘映射,确定嵌入位置,将Zernike矩隐藏到这些位置,获取最终的水印图像;建立水印复原方法,提取完整的水印信息。最后,基于权重欧式距离,设计了水印认证方法,以认证图像与定位篡改区域。实验结果显示,与当前水印技术相比,所提算法具有更强的鲁棒性与更低的篡改率。     

人眼视觉特性与SIFT相结合的视频双水印算法

针对视频水印容易遭受几何攻击以及水印的鲁棒性与透明性的平衡问题,提出一种基于人眼视觉特性与尺度不变特征变换（SIFT）相结合的抗几何攻击视频双水印算法。首先获取视频序列中人眼视觉掩蔽阈值作为水印的最大嵌入强度。其次,将视频帧进行离散小波变换（DWT）,对中高频子带系数提出基于视频运动信息的自适应水印算法;针对低频子带,提出基于小波低频系数统计特性的抗几何攻击视频水印算法。最后,以SIFT作为触发器判断视频帧是否遭受几何攻击,对遭受几何攻击的视频帧利用SIFT的尺度与方向不变性进行校正,并对校正后的视频帧提取水印信号;针对非几何攻击的视频帧,直接利用中高频提取算法。所提算法与实时性视频水印算法——基于小波域直方图的视频水印（VW-HDWT）算法比较,峰值性噪比值（PSNR）提高了7.5%;与基于特征区域的水印算法相比,水印嵌入容量提高约10倍。实验结果表明,在保证水印透明度较好的情况下,所提算法对常规几何攻击具有较强的鲁棒性。     

一种基于HVS的小波域水印算法

将有意义的二值图像作为水印图像,运用Arnold变换进行置乱加密,结合人眼视觉系统特性(HVS),对栽体图像小波系数进行计算以得到自适应的量化步长,以该步长对水平子带HL和垂直子带LH的小波系数进行量化,并把量化误差平均分配到这两个系数上,在保证嵌入强度的同时减少图像失真.水印提取时不需要原始载体图像和水印.实验结果证明本文提出的水印算法具有较好的不可见性和鲁棒性.     

基于二代Bandelet变换与稳定特征检测的鲁棒图像水印算法

当前基于特征点的图像水印技术主要是将水印信息隐藏到采用固定值构建的特征不变区域中,其抵御几何变换能力不佳。对此,设计二代Bandelet变换耦合稳定特征检测的图像水印算法。引入尺度不变特征变换方法,提取载体图像中潜在的特征点;根据特征点的Hessian矩阵对应的特征值,构建不稳定特征点消除规则;根据特征点的尺度因子,计算圆形半径,建立局部特征不变区域;定义鲁棒特征区域选择机制,找出合适的水印嵌入位置;引入二代Bandelet变换,处理鲁棒特征区域,获取并选择出重要的Bandelet系数;设计水印嵌入方法,将经过仿射映射加密后的二值水印隐藏到重要的Bandelet系数,获取水印图像;检测水印图像的稳定特征点,联合二代Bandelet变换,从水印图像中复原二值水印。测试结果显示:与已有的鲁棒水印方案相比,该方案具有更高的不可感知性与鲁棒性,其输出的水印图像对应的差分图更为理想,在多种几何攻击下的复原水印失真度最小。     

Geometrically invariant image watermarking using SVR correction in NSCT domain

Based on the support vector regression (SVR) geometric distortions correction, we propose a robust image watermarking algorithm in nonsubsampled contourlet transform (NSCT) domain with good visual quality and reasonable resistance toward geometric attacks in this paper. Firstly, the NSCT is performed on original host image, and corresponding low-pass subband is selected for embedding watermark. Then, the selected low-pass subband is divided into small blocks. Finally, the digital watermark is embedded into host image by modulating the NSCT coefficients in small blocks. In digital watermark detecting procedure, the SVR geometrical distortions correction is utilized. Experimental results show that the proposed image watermarking is invisible, and robust against common image processing and some geometrical attacks.     

小波变换域均值调制的可读图像盲水印算法

提出了一种小波变换域均值调制的可读图像盲水印算法,利用图像经离散小波变换后细各细节子带系数均值近似为零的特点,根据细节子带系数的局部方差,自适应地修改图像小波分解后某些细节分量的局部均值,在满足水印不可感知性的条件下自适应地嵌入水印信息,实现水印不可感知性和鲁棒性之间的折衷。同时,在不借助原图像的前提下,实现水印的盲检测。水印信息是一幅有实际意义的二值图像。实验结果和攻击测试表明,提出的算法对常见的滤波、JPEG压缩、添加噪声、剪切等多种攻击有较强的鲁棒性。     

信息嵌入位置自适应选择的鲁棒水印算法

为了更好地提高嵌入水印后的图像质量,提出了一种利用遗传算法(GA)优化支持向量回归机(SVR)的鲁棒水印算法。把经Haar小波变换后,图像子带中具有强相似性的数据作为特征向量,用于被遗传算法优化的SVR建立小波系数方向树的模型。通过比较特征向量均方差(MSE)的大小来自适应地确定水印嵌入的位置。水印的嵌入与提取是通过调整模型的预测值与目标值之间的大小来实现的。实验结果表明,所提算法对常见的图像攻击有很强的鲁棒性,而且水印图像在嵌入容量为16384比特的情况下,峰值信噪比可以达到44.15dB。因此能够有效抵抗常见的水印攻击,在嵌入大量信息的情况下,具有很高的透明性。     

基于QSWT的数字图像水印算法

该文基于QSWT提出了一个数字图像水印的算法,该算法针对水印嵌入子带的选取、子带阀值的计算、QSWT的构造、水印的嵌入和提取都给出了相应的策略。实验证明算法对常用的图像处理攻击如JPEG压缩、低通滤波、剪切、加噪和旋转等攻击具有较好的鲁棒性和不可见性。     

A new SVM-based image watermarking using Gaussian-Hermite moments

Geometric attack is known as one of the most difficult attacks to resist, for it can desynchronize the location of the watermark and hence causes incorrect watermark detection. It is a challenging work to design a robust image watermarking scheme against geometric attacks. Based on the support vector machine (SVM) and Gaussian-Hermite moments (GHMs), we propose a robust image watermarking algorithm in nonsubsampled contourlet transform (NSCT) domain with good visual quality and reasonable resistance toward geometric attacks in this paper. Firstly, the NSCT is performed on original host image, and corresponding low-pass subband is selected for embedding watermark. Then, the selected low-pass subband is divided into small blocks. Finally, the digital watermark is embedded into host image by modulating adaptively the NSCT coefficients in small block. The main steps of digital watermark detecting procedure include: (1) some low-order Gaussian-Hermite moments of training image are computed, which are regarded as the effective feature vectors; (2) the appropriate kernel function is selected for training, and a SVM training model can be obtained; (3) the watermarked image is corrected with the well trained SVM model; (4) the digital watermark is extracted from the corrected watermarked image. Experimental results show that the proposed image watermarking is not only invisible and robust against common image processing operations such as filtering, noise adding, JPEG compression, etc., but also robust against the geometric attacks.     

Contourlet-based image and video watermarking robust to geometric attacks and compressions

In this paper, we first propose a new blind image watermarking scheme robust to geometric attacks and compressions. The scheme is based on contourlet transform (CT) and principal component analysis (PCA). The scheme uses the principal components of the largest contourlet coefficients of the last directional subband of the cover image to embed the watermark. Meanwhile, with the noise visibility function (NVF), the watermarking strength is adjusted adaptively to preserve the perceptual quality of the image. The watermark can be detected with high accuracy after various possible distortions. The normalized correlation (NC) between the original watermark and the watermark extracted from the distorted watermarked image is used as the robustness evaluation criterion. The simulation results demonstrate that the proposed scheme has good performance in terms of both quality and robustness against a variety of image-processing attacks, such as rotation, scaling and image compressions. Then we extend the scheme to blind video watermarking. The performance of the video watermarking scheme is evaluated against video attacks like rotation, frame averaging, noise additions and video compressions. The introduction of the CT produces robustness against image and video compressions, and the PCA yields resistance to geometric attacks.

     

基于SURF的ROI区域的可逆水印算法

针对ROI水印算法对几何攻击的抵抗能力较弱的问题,本文提出一种基于SURF(Speeded Up Robust Features)特征点选取ROI,并分别嵌入中、低频子带的可逆水印算法,能有效抵抗几何攻击。该算法首先提取载体的SURF特征点,然后对载体图像进行5/3整数小波变换,筛选出感性兴趣区域(ROI)的低频系数和非感兴趣区域(ROB)的中频系数;水印经过置乱变换和抽样金字塔分解,水印分解后的近似子带嵌入感兴趣区域的低频子带中,残差子带嵌入非感兴趣区域的中频系数中。实验数据表明该算法能够抵抗常规的几何攻击和信号攻击,提取的水印相似度高,NC值均保持在0.89以上,具有良好的可逆性和鲁棒性。     

图象小波域的水印嵌入方法

图象小波变换后获得的低频尺度子图携带了较多的信号能量，在这一分量上嵌入水印，可保证水印稳健性较好，也能提高图象对水印的容量，作者应用小波提升算法基础上获得的非线性小波变换方法来提高尺度小图系数的值，增强这些系数的感觉容量，实验结果表明使用这种方法可以获得稳健性更强制 小波水印嵌入算法。     

数字水印跳变技术研究

数字水印是一种有效的数字版权保护技术。文中提出一种在彩色载体图像中嵌入灰度图像作为水印的数字水印跳变技术。把密文水印序列值拓展到若干个水印拓展子通道中,通过水印跳变技术赋予载体图像频率域系数双重意义。提出正反拓展方法交替拓展水印的方法削弱水印的邻道干扰现象。实验结果表明水印跳变方法能有效利用视觉冗余提高水印稳健性和水印容量。