图像水印抗几何攻击研究综述

稳健性是数字水印技术的一个核心问题.数字水印技术发展到今天,已有大量不同的算法,它们广泛提出了“稳健性”的声明.然而,绝大多数算法所强调的“稳健性”只不过是水印对抗一般信号处理的稳健性,它们不能抵抗甚至是微小的几何攻击.本文分析总结了当前图像水印抗几何攻击的各种方法,提出了下一步可能的发展方向,对改进和设计水印算法具有一定的指导作用.     

基于图像归一化的数字水印嵌入算法研究

为了更好对数字图像版权进行保护,提高数字水印的鲁棒性,以图像归一化技术为基础,提出一种可有效抵抗几何攻击的数字水印新算法。算法利用图像归一化和不变质心理论,通过对原始图像和攻击后的图像的归一化处理,使水印和图像在嵌入与提取过程保证同步,实验结果表明,该算法具有较强的抵抗几何攻击的能力,提高了数字水印抗几何攻击的鲁棒性。嵌入的水印容量较大且水印图像的质量也较高。     

基于DWT-SVD的抗几何攻击水印算法

目前大多数水印系统对噪声、滤波等攻击具有较好的鲁棒性,但对综合性的几何攻击抵抗能力还不够强大。将奇异值分解应用于数字水印以来,得到了广大学者的关注。由于奇异值分解具有稳定性和展现图像代数的特性,已有很多基于奇异值分解的鲁棒水印算法被提出。文章提出了一种易于实现的基于DWT-SVD的数字水印算法,算法中采用Arnold置乱加强水印图像的安全性。仿真实验表明,利用奇异值的稳定性和能量性嵌入水印可以保证水印的鲁棒性和不可见性。     

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.     

基于奇偶量化的空域抗几何攻击图像水印算法

数字水印对几何攻击的鲁棒性问题一直没有得到很好的解决,该文提出了一种能够抵抗RST(旋转、缩放、平移)攻击,局部剪切以及常规信号处理攻击的多比特图像水印算法.该文利用尺度不变特征变换(SIFT)进行水印信号的同步;设计了一种圆环形的水印模式,并在空域采用奇偶量化嵌入水印;并设计了一种奇偶检测器提取水印.实验结果表明该算法能获得很好的图像质量,且能十分有效地抵抗各种几何攻击以及常规的压缩,滤波等攻击.     

基于单应性变换的抗几何攻击算法

为了有效提高数字水印对几何攻击的鲁棒性,实现水印的嵌入与提取同步,提出利用单应性变换算法对原图像和受到几何攻击的图像进行匹配,将受攻击图像校正成为与原图像大小一致、形状相同的含水印图像。图像在经过旋转、缩放等几何攻击以及发生长宽比改变、图像边缘相对位置变化和常规图像处理等情况下,仍能很好的检测出水印并提取。理论分析和实验结果表明,该算法具备高精度的同时,也有很好的不可见性。     

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。     

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.     

一种可以有效抵抗几何攻击的方法

水印技术作为一种数据认证和版权保护的手段,应该能够承受大量的、不同的物理和几何失真。然而,传统水印算法的一个弊端就是缺乏对几何攻击的鲁棒性。实验中发现一般的RST攻击对改变图像的几何不变点影响很小,因此,通过对图像构造几何不变点对RST攻击有很好的鲁棒性。     

几何变换归一化在盲图像水印算法中的应用

在水印技术的应用中，针对几何攻击的鲁棒性一直是一个难题。这主要是由于即使很小的尺度或旋转攻击，都会使接收图像失去与原水印图像的同步，从而无法检测出水印。提出一种利用几何矩对原始图像和接收图像进行归一化处理的方法，使水印的嵌入和检测都在同步的基础上进行。该方法具有鲁棒性好、校正精度高、运算简单的特点，同时检测端不需要原始图像。实验证明本算法对翻转、旋转和尺度变化等几何攻击具有很好的鲁棒性。     

数字水印对Stirmark攻击的鲁棒性分析

随着计算机、网络和通信技术的飞速发展,特别是Internet的普及,信息的安全保护问题日益突出。数字水印技术作为知识产权保护的有效手段,易受到各种恶意攻击而导致水印无法提取。本文研究了数字水印在各种常见攻击下的鲁棒性度量问题,以标准测试工具Stirmark软件为平台,定量分析了Digimarc水印对信号处理变换和几何变换攻击的鲁棒性,所得结果有助于数字水印算法的设计和改进,使其具有更好的安全性和稳健型。     

基于SIFT特征点和交比值的水印图像抗攻击算法

为提高数字水印图像对常规信号和复杂几何攻击的抵抗能力,利用SIFT(scale invariant feature transform)特征点的稳健性和交比值不变特性,提出了一种数字图像顽健水印算法。首先,在原图像经过NSCT(nonsubsampled contourlet transform)变换后的低频子带系数中提取SIFT特征点并对其进行优化筛选,从中确定满足“近凸正四边形” 的系数区域作为水印嵌入的局部区域,然后利用事先设定好的一些交比值在各局部区域中确定要嵌入水印的具体系数,最后利用奇偶量化调制方法嵌入水印信息。与传统算法相比,在提取水印信息时无需对含水印图像进行几何逆变换。实验结果表明,该算法对常规信号处理及多种几何攻击具有较强的抵抗能力和顽健性。     

SYNCHRONIZATION RECOVERY SCHEME IN WATERMARKING DETECTION

Most proposed digital watermarking algorithms are sensitive to geometric attacks because the synchronization information of watermark embedding and detection is destroyed. In this letter a novel synchronization recovery scheme based on image normalization is proposed. The presented scheme does not require the original image and can be applied to various watermark systems. A wavelet-based watermarking scheme is proposed as an example and experimental results show that it is robust to geometric attacks.     

Zero-bit Watermarking resisting geometric attacks based on composite-chaos optimized SVR model

The problem to improve the performance of resisting geometric attacks in digital watermarking is addressed in this paper.Based on the optimized support vector regression(SVR),a zero-bit watermarking algorithm is presented.The proposed algorithm encrypts the watermarking image by using composite chaos with large key space and capacity against prediction,which can strengthen the safety of the proposed algorithm.By using the relationship between Tchebichef moment invariants of detected image and watermarking characteristics,the SVR training model optimized by composite chaos enhances the ability of resisting geometric attacks.Performance analysis and simulations demonstrate that the proposed algorithm herein possesses better security and stronger robustness than some similar methods.     

直方图2Bin多进制图像数字水印算法的研究

具有低失真、强鲁棒等特点的直方图数字水印算法,一直是信息隐藏领域研究的热点.本文在分析现有直方图数字水印算法的基础上,提出并设计了基于直方图修改的2Bin多进制图像水印算法.以三进制为例,设计实现了2Bin三进制图像数字水印算法.在设计的算法中,根据嵌入的水印信息容量和载体图像的大小调整算法嵌入阈值,在维持直方图相邻2Bin高低形状不变的情况下,确定修改像素数目以及分块策略,实现水印信息的嵌入和提取操作.实验结果表明,该方法能够智能均衡载体图像质量和水印容量,同现有算法相比,大大提高了水印嵌入容量和水印嵌入后的图像质量,且能抵抗裁剪、旋转等传统的几何攻击和信号处理攻击.     

A robust region-adaptive dual image watermarking technique

Despite the progress in digital image watermarking technology, the main objectives of the majority of research in this area remain to be the improvement in robustness to attack. In this paper, a novel watermarking technique is proposed using a region-adaptive approach to further improve upon criteria. Watermark data is embedded on different regions of the host image using a combination of Discrete Wavelet Transform and Singular Value Decomposition techniques. The technique is derived from an earlier hypothesis that the robustness of a watermarking process can be improved by using watermark data which frequency spectrum not dissimilar to that of the host data. To facilitate this, the technique utilises dual watermarking technologies and embed parts of the watermark images into selected regions in the host image. Our experiment shows our technique has improved the robustness of the watermark data to image processing attacks and geometric attacks, thus validating the earlier hypothesis.     

一种音频水印综合测试平台的设计与实现

设计了一种音频水印综合测试平台,用于全面评估音频水印算法的透明度、稳健性、速率及复杂度等性能指标,其中稳健性的测试基准涵盖了大多数常见的音频信号处理和攻击方式。建立了通用的测试模型,并在Matlab的图形界面开发环境中实现。与现有的音频水印测试工具相比,该平台具有功能全面、灵活易用、界面友好等优点,方便了音频水印算法的研究和开发。测试了两种典型的音频水印算法,验证了该平台的有效性。     

Tchebichef矩在图像数字水印技术中的应用

提出了一种利用原始图像的Tchebichef矩来增加水印顽健性的方法,即利用原始图像的一个或多个Tchebichef矩的值来估计水印图像所经过的几何变换的参数以及图像增强等图像处理操作的参数,并将这一过程作为水印检测的预处理过程。实验中将多种不同的水印信息在不同的图像处理域(包括DWT、DCT、FFT以及空间域等)实现水印信息的嵌入。为了检测这种估计算法的顽健性,本文实验中的几何攻击是由Stirmark产生的。计算机模拟实验证明这种估计方法简单,估计精度很高,增加了图像水印技术对几何攻击的顽健性,而且可在任何处理域中实现,具有很好的实用价值。1