SIFT特征区域Contourlet域遥感图像水印算法

针对现有遥感图像数字水印算法多为基于图像全局的水印算法,抵抗旋转、缩放、行列剪切以及联合几何攻击能力较差的问题,提出一种基于SIFT特征区域的Contourlet域遥感图像数字水印新方法。算法选取二值数字图像作为水印图像,将二值水印图像置乱预处理后,对其进行行扫描形成一维向量作为待嵌入的水印信息;然后,在宿主遥感图像中提取SIFT特征点,筛选特征点,并依据特征点确定水印嵌入的特征区域;最后,规范所选特征区域,对其进行归一化后实施Contourlet变换,利用奇偶量化方法将水印信息嵌入所选的变换系数内。实验结果表明算法对JEPG压缩、噪声以及滤波等常规信号处理具有较好的鲁棒性,同时能够更好地抵抗旋转、缩放、平移及其联合等几何攻击。      

基于SIFT特征点的抗几何攻击水印算法

提出了一种基于尺度不变特征变换(SIFT)和伪Zernike矩的抗几何攻击的鲁棒水印算法。首先,利用SIFT算法从载体图像中提取稳定的特征点;然后,根据特征尺度和方向自适应地确定每个局部特征区域大小和方向;最后,从中选择具有较大特征尺度互不重叠的特征区域,并利用量化调制伪Zernike矩幅值方法将水印嵌入到每个局部特征区域内。仿真实验结果表明,该算法不仅具有良好的透明性,而且具有较强的抵抗常规信号处理和几何攻击的能力。     

基于SIFT特征点匹配校正的抗几何攻击水印算法

嵌入水印的数字产品在传播过程中可能遭受到各种攻击,其中几何攻击破坏了水印和图像空间坐标的同步性,很容易使得水印算法失效。因此,抗几何攻击的水印算法成为了数字水印技术研究的热点和难点。本文利用图像尺度不变特征变换(SIFT)特征点所具有的旋转、缩放和平移不变性,提出了一种几何校正方法,该方法根据SIFT特征点的尺度特征和坐标关系实现带水印图像的几何校正。水印嵌入时首先对宿主图像Contourlet变换的低频子带进行分块奇异值分解,然后通过对各块奇异值向量的欧式范数的量化,改变所有奇异值实现水印信息的嵌入。水印提取时先对图像进行相应的几何校正,使得水印信息在受攻击后也能得到同步,从而提高了水印图像的抗攻击能力。仿真结果表明,该算法不可见性良好,水印容量较大,而且对于常规攻击和多种几何攻击都具有较好的鲁棒性。     

自嵌入完全盲检测顽健数字水印算法

针对现有顽健水印算法无法实现完全盲检测,将自嵌入思想引入到顽健水印领域,提出一种完全盲检测顽健水印算法。首先将原始图像分割成互不重叠的子块,对每个子块进行离散余弦变换,通过比较每个子块的直流系数与所有子块直流系数的均值之间的大小关系产生特征水印,利用Logistic混沌序列对特征水印进行加密,然后调整每个子块的2个离散余弦变换中低频系数的大小自嵌入加密的特征水印,最后进行逆离散余弦变换得到含水印图像。算法结合自嵌入加密的特征水印和盲提取认证水印实现完全盲检测。实验结果表明:算法在抵抗平滑、添加噪声、JPEG压缩、重采样、剪切和几何攻击如中间随机删除行、向下偏移行、向右偏移列上表现出很强的顽健性。     

Blob-Harris特征区域结合CT-SVD的鲁棒图像水印算法

为了提高水印图像对几何攻击的鲁棒性,提出了一种Blob-Harris特征区域结合轮廓波变换(Contourlet transform, CT)和奇异值分解(singular value decomposition, SVD)的鲁棒图像水印算法。首先在原始图像经过Contourlet变换后的低频分量中提取斑点(Blob)块区域并利用Harris角点检测进行特征点提取,然后根据各个特征点的特征尺度确定其特征区域,选择适中的互不重叠的特征区域,将其四周补零后进行归一化操作,最后将经过小波变换提取的低频水印图像进行奇异值分解,并重复嵌入到每一个归一化圆形特征区域的内接正四边形当中。仿真实验结果表明,本文算法除了对常规攻击有很好的抵抗力之外,对几何攻击也有相对较强的鲁棒性,特别是缩放、平移、剪切以及其组合攻击,NC值均达到0.94以上。      

基于局部Tchebichef矩的鲁棒图像水印算法

针对目前基于图像不变特征水印算法不能同时有效抵抗常规图像处理和几何攻击这一问题,提出了一种基于局部Tchebichef矩(LTMs)的图像水印新算法。首先,利用Harris-Laplace检测算子提取载体图像多尺度空间中的特征点,并通过特征选择策略获得稳定且分离的局部圆形特征区域;然后,结合主方向对齐,得到具有旋转、缩放和平移(RST)不变性的局部圆形特征区域;最后,计算局部特征区域的Tchebichef矩,采用量化调制Tchebichef低阶矩幅值将水印嵌入到局部特征区域中。实验结果表明,本文算法在获得很好的不可见性的同时,对常规图像处理、几何攻击及组合攻击具有较好的鲁棒性。     

基于Blob-Harris特征区域和NSCT-Zernike的鲁棒水印算法

为了有效抵抗水印图像的几何攻击,该文提出了一种基于Blob-Harris特征区域和非下采样轮廓波变换(NSCT)和伪Zernike矩的鲁棒水印算法。首先原始图像进行两层非下采样Contourlet变换后提取其低频图像,然后利用Blob-Harris检测算子对低频图像进行特征点提取,根据各个特征点的特征尺度确定其特征区域,优化筛选出稳定且互不重叠的特征区域并将其四周补零,得到稳定的互不重叠的方形特征区域作为水印嵌入区域,最后计算每一个方形特征区域的Zernike矩,将水印信息嵌入在量化调制正则化Zernike矩的幅值当中。实验结果表明,Lena图峰值信噪比达到40 dB以上时,本文算法对常规图像处理以及缩放、旋转、剪切等几何攻击和组合攻击都有相对较强的鲁棒性。     

基于Blob-Harris特征区域和NSCT-Zernike的鲁棒水印算法

为了有效抵抗水印图像的几何攻击,该文提出了一种基于Blob-Harris特征区域和非下采样轮廓波变换(NSCT)和伪Zernike矩的鲁棒水印算法.首先原始图像进行两层非下采样Contourlet变换后提取其低频图像,然后利用Blob-Harris检测算子对低频图像进行特征点提取,根据各个特征点的特征尺度确定其特征区域,优化筛选出稳定且互不重叠的特征区域并将其四周补零,得到稳定的互不重叠的方形特征区域作为水印嵌入区域,最后计算每一个方形特征区域的Zernike矩,将水印信息嵌入在量化调制正则化Zernike矩的幅值当中.实验结果表明,Lena图峰值信噪比达到40 dB以上时,本文算法对常规图像处理以及缩放、旋转、剪切等几何攻击和组合攻击都有相对较强的鲁棒性.     

采用几何校正优化的轮廓波水印算法

针对目前的图像水印难以同时抵抗常规攻击和几 何攻击的不足,提出一种新的轮廓波 水印算法。水印嵌入阶段,该方法将宿主图像进行离散小波变换和非下采样轮廓波变换,并 将水印嵌入到熵值最大的高频子带,解决了将水印嵌入低频无法抵抗几何攻击及高频不能 很好抵抗滤波等常规攻击的问题。在水印嵌入前对嵌入区域进行加密处理,提高算法的安全 性。水印提取阶段,利用Zernike矩对含水印图像进行几何校正再进行提取,进一步提高了 算法的抗几何攻击能力。最后利用峰值信噪比和归一化系数对算法进行评价,验证算法的不 可感知性和鲁棒性。仿真实验结果表明,算法在不同的宿主图像和水印图像上均表现良好。 该算法在具有较好不可见性的基础上,除了对常规攻击具有很好的抵抗力,对几何攻击也具 有强鲁棒性,归一化系数(normalization coefficient,NC)均达到了0.99     

一种基于SIFT变换的抗几何攻击第二代数字水印

基于SIFT变换及RIT变换实现了一种抗几何攻击数字水印.算法首先基于SIFT变换进行图像特征点的检测,并选择合适的特征点生成载体图像中的圆形区域,将圆形区域划分为扇形区域,然后采用空域奇偶量化方法进行水印信息的嵌入;水印的检测基于相关检测方法实现.为抵抗几何攻击,检测前首先基于RIT变换实现图像旋转角度的估计,然后基于估计结果进行旋转的恢复,最后对恢复后图像进行数字水印的检测.实验证明,该方法对几何攻击具有较强的鲁棒性.     

Affine invariant image watermarking using intensity probability density-based Harris Laplace detector

Feature point based image watermarking against geometric distortions has attracted great attention in recent years. However, for the state-of-the-art intensity based feature points detectors, the feature points often gather at textured portions of the image or on the edges where the change of intensity is significant, so that many feature points capture the same portion of the image, which makes the watermark be vulnerable to local geometric distortions. In this paper, we propose an affine invariant image watermarking scheme with good visual quality and reasonable resistance toward local geometric distortions, which utilizes the intensity probability density-based Harris–Laplace detector. Firstly, the uniform and robust feature points are extracted by utilizing modified Harris–Laplace detector, in which the intensity probability density gradient is used instead of intensity gradient. Then, the affine invariant local ellipse regions (LERs) are constructed adaptively according to the variation of local intensity probability density. Finally, the digital watermark is embedded into the affine invariant LERs in nonsubsampled contourlet transform (NSCT) domain by modulating the lowpass NSCT coefficients. By binding the watermark with the affine invariant LERs, the watermark detection can be done without synchronization error. Experimental results show that the proposed image watermarking is not only invisible and robust against common image processing operations such as sharpening, noise adding, and JPEG compression, but also robust against the global affine transforms and local geometric distortions.     

基于NSCT和DFRFT的数字水印算法研究

为了有效地克服外界攻击对数字水印的破坏性,增强数字水印的鲁棒性,提出了一种基于非下采样轮廓波变换(Nonsample Contourlet Transform,NSCT)与离散分数阶傅里叶变换(Discrete Fractional Fourier Transform,DFRFT)相结合的数字水印算法.首先,通过Logistic置乱处理水印信号,增强水印的安全性;然后,对宿主图像进行NSCT分解,对其中的低频分量进行DFRFT分解;最后,将置乱的水印图像嵌入到DFRFT分解系数中,从而进一步加强水印的不可见性和鲁棒性.实验结果表明,该算法不仅具有较好的鲁棒性,还可以有效地抵抗外界攻击.     

Local quaternion PHT based robust color image watermarking algorithm

It is a challenging work to design a robust localized color image watermarking scheme against desynchronization attacks. There are two main drawbacks indwelled in current localized color image watermarking: firstly, the pure gray-based feature points detectors were utilized, in which the important color information is ignored. Secondly, the watermarking algorithms were designed mainly to mark the image luminance component only, in which the significant color channels correlation are neglected. In this paper, we propose a robust color image watermarking algorithm using local quaternion PHT (Polar Harmonic Transform), which is invariant to various noises, local geometric transformations, and color variations. Firstly, the stable color image feature points are extracted by using new color image feature point detector, in which the SIFER (Scale-Invariant Feature detector with Error Resilience) detector and color invariance model are incorporated. Then, the affine invariant local regions are built adaptively according to local image content variation. Finally, the digital watermark is embedded into the local regions by modulating the invariant quaternion PHT modulus coefficients. Experiments are carried out on a color image set collected from Internet, and the extensive experimental works have shown that the proposed color image watermarking is not only invisible and robust against common image processing operations such as median filtering, noise adding, and JPEG compression, but also has conquered those challenging desynchronization attacks.     

A feature-based digital watermarking scheme for halftone image

It is a challenging work to design a robust halftone image watermarking scheme against desynchronization attacks. In this paper, we propose a feature-based digital watermarking method for halftone images with low computational complexity, good visual quality and reasonable resistance toward desynchronization attacks. Firstly, the feature points are extracted from host halftone image by using multi-scale Harris–Laplace detector, and the local feature regions (LFRs) are constructed according to the feature scale theory. Secondly, discrete Fourier transform (DFT) is performed on the LFRs, and the embedding positions (DFT coefficients) are selected adaptively according to the magnitude spectrum information. Finally, the digital watermark is embedded into the LFRs by quantizing the magnitudes of the selected DFT coefficients. By binding the watermark with the geometrically invariant halftone image features, the watermark detection can be done without synchronization error. Simulation results show that the proposed scheme is invisible and robust against common signals processing such as median filtering, sharpening, noise adding, and JPEG compression, etc., and desynchronization attacks such as rotation, scaling, translation (RST), cropping, local random bend, and print-scan, etc.     

基于Contourlet变换的抗几何攻击数字水印算法

针对小波变换在表示二维图像时的局限性,提出了一种抗几何攻击的数字水印算法。该算法先用混沌系列对水印信息进行加密,再对原始图像进行Contourlet变换,然后对分解后的子带进行分块计算,选择能量较大的分块并嵌入加密后的水印信息,最后经过Contourlet逆变换得到嵌入水印后的图像。实验结果证明：该算法不仅对常规图像处理具有很好的鲁棒性,同时对抵抗几何攻击也具有很好的鲁棒性。     

基于重同步的高容量鲁棒图像水印算法

如何有效地抵抗组合几何攻击,并且提高水印的嵌入容量,一直是数字水印领域一个具有挑战性的课题.针对此种状况,本文提出了一种抗组合几何攻击,且嵌入容量较大的水印算法.首先利用SURF算法从受攻击的图像提取特征点,并与原图像中的少量鲁棒性较强的特征点匹配,根据特征点对间的坐标关系准确估计出仿射矩阵;然后根据仿射矩阵对失真的图像进行几何校正,恢复水印的重同步.由于几何攻击与还原过程中的像素插值仍会导致变换域水印的位置发生细微的误差,本文在空间域嵌入一层定位水印以便精准地同步;最后,考虑到LT码具有良好的纠删性能,因而先将变换域水印信息进行LT码编码,以尽量提高算法的抗剪切性能.实验结果表明,该算法不仅实现了较高容量的嵌入,而且对于剪切、组合几何攻击具有较好的鲁棒性.