基于几何校正与非下采样Shearlet变换的图像水印算法

为了解决当前图像水印技术难以抵御几何失真,使其鲁棒性较低与误检率较高的问题,提出了几何校正与非下采样Shearlet变换的图像水印算法.首先,引入Cat映射,对水印信息图像进行置乱;随后,借助非下采样Shearlet变换机制,对载体图像进行处理,获取低通子带和高通子带,并将低通子带分割为尺寸相同的小块;通过修改低通子带的Shearlet系数,建立水印嵌入机制,将水印信息植入到载体图像中,获取水印密文;构建几何失真图像训练样本,基于极谐变换,计算水印图像的极谐变换系数模,充分描述其鲁棒特征;基于模糊支持向量机,预测几何失真参数,对水印图像进行几何校正;最后,再次利用非下采样Shearlet变换处理校正水印图像,获取低通子带小块,设计水印提取方法,复原其水印信息.实验结果显示：与当前图像水印算法相比,所提算法具有更高的不可感知能力与鲁棒性,对于各种几何攻击,所提取技术的复原水印与初始水印的相关系数均要高于0.95.     

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。     

基于空间转换网络的视频盲水印方法

提出并实现了一种基于空间转换网络(STN)的视频盲水印方法。针对目前视频水印 不能同时抵抗噪声、压缩等信号处理攻击和缩放、剪切等几何攻击的问题,设计一个子块水印 嵌入机制,并依赖 STN 确定水印嵌入子块区域以及空间变换系数。选择变换域中的中频系数作 为嵌入通道,通过空间变换系数矫正旋转和缩放后的图像已获得鲁棒视频水印方法。实验结果 表明,基于 STN 的视频盲水印方法具有较高的视觉隐蔽性以及较强的稳定性和鲁棒性,同时嵌 入水印容量达到 256 位以上。     

基于DDS和框架的鲁棒盲水印算法

为进一步提高盲水印算法的鲁棒性，提出了一种基于DWT-DCT-SVD和框架的鲁棒盲水印算法。首先提取彩色宿主图像的Y、U、V分量灰度图，分别进行一级小波变换，对低频子带4×4分块并进行离散余弦变换和奇异值分解；然后通过调节每个子块的对角矩阵，将置乱的水印信息嵌入到宿主图像中；最后在图像四周添加框架用以定位和几何校正。实验结果表明，嵌入水印后图像SSIM和PSNR值分别达到0.96和39.06以上，攻击后提取的水印图成功跳转率在90%以上。该算法在不影响原图视觉效果的前提下，不仅提升了盲水印算法对于旋转、缩放、噪声等常规攻击的鲁棒性，还能抵抗任意角度旋转、大尺度缩放和截图的联合攻击。     

基于NSCT变换的轮廓匹配水印算法

针对常见抗几何攻击水印算法存在的不足,设计一种基于非采样NSCTContourlet(NonsubsampledContourletTransform)变换的鲁棒水印算法.算法利用NSCT提取图像轮廓并用于几何校正.水印嵌入过程分为三步:首先利用NSCT域高频系数提取图像轮廓;其次依据图像轮廓提取特征点用于几何校正;最后水印信息自适应量化嵌入NSCT域低频系数.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.     

基于SVD与几何矫正的水印算法

为提高水印算法的抗攻击性能,提出一种基于SVD和几何矫正的鲁棒水印算法。通过量化图像每个子块中的第1个奇异值嵌入水印,利用遗传算法搜索量化步长的最优解。在提取水印时,引入几何矩和DFT变换估计几何变换参数,从而矫正测试图像。实验结果表明,该算法在抵抗普通攻击与几何攻击方面均具有较好的鲁棒性。     

基于SIFT的DCT域抗几何攻击水印算法

针对几何攻击的特点,提出一种基于SIFT变换的鲁棒水印算法.嵌入过程中,在图像的兴趣区域寻找合适的关键点,利用交流系数关系在DCT域重复嵌入水印.提取过程充分利用SIFT关键点对旋转、尺度缩放等的不变性,对隐秘图像进行校正,找出水印嵌入位置,并提取水印,与原始水印进行相似度判定.实验结果表明,基于SIFT变换的水印算法对常见几何攻击有较强的鲁棒性.     

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Contourlet和SVD的鲁棒双水印算法

提出了一种Contourlet域的基于奇异值分解的鲁棒水印算法。综合Contourlet变换和奇异值的优点,选择宿主图像Contourlet变换后的低频子带和能量最大的高频子带作为水印嵌入子带,分别嵌入水印信息。水印提取时,从两个子带水印中选择NC值较大的作为最终提取的水印。实验结果表明,该算法在保证了不可见性的同时,对常规攻击和几何攻击均具有较强鲁棒性。     

基于SIFT和非采样Contourlet变换的鲁棒水印算法

针对常见抗几何攻击水印算法存在的不足,设计一种基于SIFT和非采样Contourlet(NSCT)变换的鲁棒水印算法。算法首先利用尺度不变特征变换在载体图像的尺度空间上提取特征点并形成矩形特征区域,然后水印信息自适应量化嵌入特征区域的NSCT低频变换系数中,最后保存若干个稳定特征点用于几何校正。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。     

Rotation invariant watermark embedding based on scale-adapted characteristic regions

Rotation invariance is one of the most challenging issues in robust image watermarking. This paper presents two rotation invariant watermark embedding schemes in the non-subsampled contourlet transform (NSCT) domain based on the scale-adapted local regions. Watermark synchronization is achieved using the scale-space feature point based local characteristic regions. The first method embeds a binary watermark sequence by partitioning the local regions in a rotation invariant pattern. The second method embeds a binary watermark image in a content based manner, and the watermark signal is adaptive to the orientation of the image. Both methods achieve rotation invariant embedding by only using the rotation normalizing angle, thus no interpolation operation is performed. Extensive simulation results and comparisons show that the proposed schemes can efficiently resist both signal processing attacks and geometric attacks.     

基于SIFT的NSCT-SVD域水印算法

提出一种利用尺度不变特征变换（SIFT）关键点对图像几何校正的非抽样Contourlet变换-奇异值分解域（NSCT-SVD）彩色图像水印算法。该算法利用蓝色与绿色分量的NSCT域低频子块的最大奇异值的关系,在蓝色分量上嵌入经过混沌加密的水印信息。水印检测时,先利用红色分量NSCT域低频系数上匹配的SIFT关键点信息对被检测图像进行几何攻击校正,恢复了水印的同步信息后再提取水印。实验结果表明,该算法对于噪声、滤波、压缩以及各类几何攻击具有较好的鲁棒性。     

基于Tchebichef矩的几何攻击不变性第二代水印算法

提出了一种基于原始图像的Tchebichef矩实现的几何攻击不变性第二代盲水印算法,利用原始图像的Tchebichef矩估计图像可能经历的几何攻击的参数来还原图像,其中,原始图像的Tchebichef矩可作为水印检测器的密钥.水印嵌入过程结合人类视觉系统的特性,且可在任何图像变换域中实现,给出了小波域的一种实现方法.水印检测过程采用独立分量分析技术不仅可以检测到水印而且可以提取水印,实现了真正意义上的盲检测.实验结果表明,该水印算法对于通用水印测试软件Stirmark提供的各种攻击具有很好的鲁棒性.     

A novel fractal image watermarking

A novel watermarking method is proposed to hide a binary watermark into image files compressed by fractal block coding. This watermarking method utilizes a special type of orthogonalization fractal coding method where the fractal affine transform is determined by the range block mean and contrast scaling. Such orthogonalization fractal decoding is a mean-invariant iteration. In contrast, the fractal parameters of classical fractal compression are very sensitive to any change of domain block pool and to common signal and geometric distortion. Hence, it is impossible to directly place a watermark in fractal parameters. The proposed watermark embedding procedure inserts a permutated pseudo-random binary sequence into the quantized range block means. The watermark is detected by computing the correlation coefficient between the original and the extracted watermark. Experimental results show that the proposed fractal watermarking scheme is robust against common signal and geometric distortion such as JPEG compression, low-pass filtering, rescaling, and clipping.     

Imperceptible digital watermarking scheme combining 4-level discrete wavelet transform with singular value decomposition

An imperceptible digital watermarking algorithm based on 4-level discrete wavelet transform, discrete cosine transform and singular value decomposition is designed. In this method, the 4-level diagonal sub-band image is obtained by performing the 4-level two-dimensional wavelet transform on the original image, and then a coefficient matrix is produced by applying the discrete cosine transform on the 4-level diagonal sub-band image. A diagonal matrix is constructed by performing the singular value decomposition on the coefficient matrix. The watermark is scrambled by Arnold transform and Logistic map, then the scrambled watermark is processed by the singular value decomposition. Later, the encryption process is completed by embedding the scrambled watermark singular value into the singular value of the coefficient matrix. Simulation results demonstrate that the proposed digital watermarking algorithm could resist JPEG compression attack, Salt and Pepper noise attack, Gaussian noise attack, filter attack, brightness change attack, geometric attack, cut attack, etc.

     

基于LFRs的大容量抗几何攻击水印算法*

如何有效抵抗几何攻击是目前水印技术研究的难点之一,且已有抗几何攻击水印算法的嵌入容量有限。提出了一种利用尺度不变特征变换（SIFT）特征点确定的局部特征区域（LFRs）嵌入水印的大容量抗几何攻击的水印算法。算法首先从图像的非抽样的Contourlet域（NSCT）低频分量中提取出SIFT中等尺度的稳定特征点,并通过最小生成树聚类算法的选择策略获得一组分布均匀且彼此独立的圆形特征区域;然后对每个圆形区域进行等角度的扇形分割和等面积的同心圆环分割,划分成等面积的子块;最后采用奇偶量化将经过混沌加密的水印嵌入到     

实离散分数Krawtchouk变换及其在数字图像水印中的应用

目的 传统Krawtchouk变换处理图像时存在变换域信息表示单一、不可调节等问题,传统分数阶Krawtchouk变换处理实信号表示有冗余等问题。为了构造更加灵活的图像变换域表示,提出了实离散分数阶Krawtchouk变换,并应用于数字图像水印。方法 利用对传统Krawtchouk变换矩阵特征值分解的方式,通过对分解后的特征值矩阵的实矩阵分数化构造得到了实离散分数阶Krawtchouk变换的变换矩阵,从而构造出实离散分数阶Krawtchouk变换。然后,利用所提变换从实数域变换到实数域这一特性,提出了在实离散分数阶Krawtchouk变换嵌入水印信息的图像水印算法。算法采用了图像分块处理的方式,对每个图像块的实离散分数Krawtchouk变换系数进行奇异值分解,将水印信息嵌入奇异值分解矩阵中,然后进行逆向实离散分数阶Krawtchouk变换得到嵌入水印后的图像。结果 通过比较所提实离散分数阶Krawtchouk变换域水印算法和传统Krawtchouk变换域水印算法,提取水印的平均错误率在中值滤波、均值滤波、高斯滤波、JPEG压缩和缩放攻击下,分别降低了12.39%、10.04%、18.50%、71.49%和17.60%。结论 实验结果表明,提出的实离散分数阶Krawtchouk变换域水印方案对中值滤波、均值滤波、高斯滤波、JPEG压缩和缩放等多种信号处理攻击具有较好的鲁棒性。     

基于YIQ色彩空间的彩色图像盲水印算法*

提出了一种将彩色图像作为数字水印嵌入到彩色宿主图像中的新算法,用于图像版权保护。将彩色水印图像进行一维数字化处理,并将彩色宿主图像由RGB色彩模式转换成YIQ色彩模式,采用整数小波变换将彩色水印嵌入到彩色图像YIQ色彩空间的Y分量中。彩色水印的提取不需要原始水印和原始宿主图像。实验表明：该数字水印算法不仅具有良好的透明性,而且对诸如叠加噪声、JPEG压缩、几何剪切、平滑滤波等攻击具有很强的鲁棒性。     

基于奇异值分解的抗几何攻击鲁棒性盲水印算法

现有的大多数基于奇异值分解的图像水印算法,对于宿主图像施加轻微扰动时其奇异值不会发生明显的改变,然而当宿主图像发生几何变换,例如旋转和缩放之后其奇异值也发生了相应的改变,所以现有的算法缺乏抵抗几何攻击的能力。最主要的原因是目前大部分奇异值分解的水印算法都是基于笛卡尔坐标系下的,而笛卡尔坐标系下宿主图像缺乏对旋转和缩放的不变性,这样就会使得水印的嵌入和检测失去同步。为了解决笛卡尔坐标系下水印不同步问题,文章提出了一种对数极坐标系下的使用SVD抗几何信号变换的图像水印算法。实验结果表明,该算法能有效抵抗旋转、缩放等几何变换处理,对于一些压缩、滤波等常规信号处理,也显示出较好的鲁棒性。