基于直方图重复嵌入水印的算法研究

针对空域图像水印算法抗干扰能力差的缺陷,提出一种基于直方图重复嵌入水印的空间域水印算法。利用直方图统计不同灰度级像素数量的方法,选择将二值水印图像嵌入到载体图像灰度级较低和较高的区域,使图像能够适应不同情况下的图像处理攻击,并把所选择的区域作为提取水印的密钥,提高水印的安全性。为了说明算法的有效性,分别模拟噪声、低通滤波、剪切、JPEG压缩、锐化处理等攻击情况提取水印,实验结果表明,该算法能够对付这些常见的图像处理和攻击,具有很好的鲁棒性。     

基于离散小波—奇异值分解的多水印嵌入算法

为提高传统数字图像水印算法的安全性, 解决数字水印对信号处理和几何失真比较敏感的问题, 提出一种新的以离散小波多级分解与奇异值分解相结合的数字图像水印算法. 不同于常见的基于小波变换的数字水印技术, 该方案在原始图像离散小波变换的低频近似区域和高频对角区域中嵌入水印, 在图像的保真度和鲁棒性之间取得较好的折衷. 水印检测时, 将从低频近似区域和高频对角区域中提取出的水印进行比较, 选择效果较好的水印作为最终检测水印. 实验结果表明, 提出的多水印算法对于各种攻击具有较强的鲁棒性.     

基于直方图调整的抗几何攻击图像水印

几何攻击被公认为是数字图像水印技术走上商用的瓶颈之一。本文根据图像几何变换过程中灰度值统计特征的稳定性原理,提出了一种基于直方图调整的抗几何攻击数字图像水印算法。首先根据图像灰度均值选取一个灰度区间,然后通过调整位于该灰度区间内的图像直方图来嵌入水印信息。在提取水印时无需提供原始图像,实现盲检测。实验结果表明本算法不仅具有很好的隐蔽性,而且对诸如旋转、缩放、平移、仿射变换、剪切等几何攻击和常规信号处理均具有很强的鲁棒性。     

基于SIFT和伪Zernike矩归一化的抗几何攻击水印

提出一种基于SIFT和伪Zernike矩归一化的抗几何攻击水印方案。首先用SIFT方法提取载体图像的特征点,筛选得到关键点。然后在关键点确定载体图像的方形子区域嵌入水印。嵌入时计算方形子区域的伪Zernike矩值,并对矩值作归一化处理,选择部分低阶矩幅值抖动量化嵌入水印。为抵抗几何攻击,检测前进行基于SIF关键点的几何失真校正,对校正后的图像提取水印。实验结果表明该算法对旋转、剪切、JPEG、压缩、噪声、中值滤波等攻击有很好的鲁棒性。     

一种基于角点检测的鲁棒数字图像水印算法

几何攻击是数字图像水印领域中一个富有挑战性的问题。提出一种以图像角点为特征点,基于奇偶量化嵌入/检测的空间域局部化鲁棒数字图像水印算法。采取的主要方法有:(1)采用带有自适应阈值和动态支持区域的基于曲率尺度空间的角点检测算法进行鲁棒角点检测;(2)基于图像纹理复杂度进行角点筛选,并以筛选后的角点为圆心形成具有几何不变性的圆形特征区域,用于水印的重同步;(3)在特征区域设计一种圆环形的水印模式,并在空间域采用经典的奇偶量化方法嵌入并检测水印。实验表明,该算法在嵌入水印后仍能保持较高的图像视觉质量,对常规信号处理和包括旋转、缩放、平移、剪切及其组合在内的几何攻击均具有较强的鲁棒性。     

基于图像置乱和小波变换的零水印算法

传统的数字水印方法在嵌入水印时都要对原始图像数据进行一定的修改导致嵌入水印图像的保真度下降.提出了一种基于仿射变换置乱与小波变换的零水印算法,该算法对嵌入的水印图像进行置乱,选择被嵌入图像的小波变换的低频子图与置乱的水印图像进行运算,对运算结果进行循环移位产生密钥图像.而小波变换的低频子图集中了图像的主要特征,所以该水印算法对各种攻击(例如:加噪,滤波,JPEG压缩,剪切)具有很高的鲁棒性,而且产生的水印为灰度图像而不是二值序列,具有很好的检测精度.仿真实验表明该算法的鲁棒性优于现有算法,而且在抗各种常见攻击方面性能良好.     

基于DWT-DCT和Zernike矩的灰度级鲁棒性水印算法

鲁棒性是数字水印极为重要的指标.目前大多数文献中的鲁棒性水印方案对常规信号处理攻击均具有良好的鲁棒性,但抗几何攻击的鲁棒性相对较弱.提出了一种新的灰度级鲁棒性水印算法,对常规信号处理攻击和几何攻击均具有良好的鲁棒性.水印算法的鲁棒性由以下3方面获得:1)选择载体图像的内切圆盘作为Zernike矩的计算域,选择内切圆盘的内接正方形作为水印的嵌入区域.2)在载体图像嵌入区域的层叠DWT-DCT域嵌入水印,获得对常规信号处理攻击的强鲁棒性.3)保存原始含水印图像的2个Zernike矩作为校正几何攻击的参数,获得抗几何攻击能力.实验结果表明,该水印算法嵌入容量大,不仅对大角度旋转和大尺度缩放等几何攻击具有很好的鲁棒性,而且可以有效地抵抗有损压缩和常规信号处理攻击.     

抗几何失真的局部数字水印算法

抗几何攻击一直是数字水印中的难点问题,为了更好地解决这个问题,基于图像的几何不变域,提出了一种抗几何失真的局部数字水印算法.算法利用显著性检测器检测到的具有平移、缩放和旋转不变性特性的圆形显著区域来嵌入水印.如何利用显著区域构造不变区域以获得平移、缩放及旋转不变性,以及如何从不变区域中筛选出适合嵌水印的区域,为要解决的重点问题,首先将水印进行几何变换来匹配各个水印嵌入区域的形状,再不可感知地嵌入到各个水印嵌入区域中.还着重讨论了如何利用显著区域获得平移、缩放及旋转不变性.实验表明该算法能很好地抵抗一般的信号处理攻击及旋转、缩放、裁剪和线性变换等几何攻击.     

基于LSB的抗旋转攻击鲁棒性数字水印算法

现有的基于空域的最不重要位（Least Significant Bit,LSB）水印算法缺乏抵抗几何攻击的能力,例如将嵌入水印后的图像旋转微小的角度就会导致水印检测的失败。为了提高空域的LSB水印算法抗几何攻击的能力,提出了1种基于LSB的抗旋转攻击鲁棒性数字水印算法。通过仿真实验证明该算法对于旋转的几何攻击具有良好的检测精度,并且整个算法实现简单,嵌入的水印数据容量大,是1种简单可靠的数字水印算法。     

基于特征点模板的Contourlet域抗几何攻击水印算法研究

抵抗几何攻击的数字水印是目前水印算法研究的热点与难点之一,一个微弱不可察觉的几何攻击就可能使绝大多数水印算法失效.文中对图像的Contourlet变换特性进行了分析和讨论,在此基础上提出了一种以特征点为模板的基于Contourlet的抗几何攻击水印算法,包括:(1)在Contourlet变换域最高阶方向子带的相同带内坐标中搜索纹理最丰富的位置作为嵌入位置,这样水印在被嵌入到图像重要区域的同时也保证其被嵌到纹理丰富的区域中;(2)根据嵌入点在低频对应位置的能量和高尺度同方向子带对应位置的纹理信息,确定了一种自适应的水印嵌入强度的策略,使得水印在嵌入位置和嵌入强度的选择上都保证了嵌入的水印具有很好的透明性和极大的鲁棒性;(3)改进了Harris-Laplace算子,利用该算子从含有水印的图像中提取出具有几何形变鲁棒性的特征点作为模板;(4)水印检测时,先利用特征点模板对应点之间的变换关系实现水印重同步,然后通过统计图像的相关性来验证水印的存在.仿真实验表明,所提出的水印算法不仅具有很好的透明性,而且对常见的图像处理和几何攻击具有很好的鲁棒性.     

A robust content based image watermarking using local invariant histogram

Desynchronization attack is known as one of the most difficult attacks to resist, which can desynchronize the location of the watermark and hence causes incorrect watermark detection. Based on multi-scale SIFT (Scale Invariant Feature Transform) detector and local image histogram shape invariance, we propose a new content based image watermarking algorithm with good visual quality and reasonable resistance toward desynchronization attacks in this paper. Firstly, the stable image feature points are extracted from the original host by using multi-scale SIFT detector, and the local feature regions (LFRs) are constructed adaptively according to the feature scale theory. Then, the discrete Fourier transform (DFT) is performed on the LFR, and the local image histogram is extracted from a selected DFT amplitude range. Finally, the bins of the histogram are divided into many groups, and the digital watermark is embedded into LFR by reassigning the number of DFT amplitudes in bin groups. By binding the watermark with the geometrically invariant image features, 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 desynchronization attacks such as rotation, translation, scaling, row or column removal, and cropping.     

基于Arnold置换的交换加密水印算法

针对载体图像内容安全与数字水印版权保护,结合Arnold置换与直方图平移可逆水印算法,提出基于Arnold置换的交换加密水印算法.算法利用置换后图像直方图不变的特性,将在密文中嵌入水印的操作映射到明文中,实现了加密与水印操作先后顺序的交换.在提取水印时,可直接从含水印的密文中提取水印,也可解密后再提取水印.实验结果表明,该算法加密操作与水印嵌入操作间的先后顺序不影响含水印密文的生成,解密操作与水印提取操作的先后顺序不影响水印提取与图像恢复,且直接解密得到的含水印明文图像质量较高,水印的不可见性好,算法有较高的效率.     

基于系数关系的DCT域数字图像水印

提出了一种DCT域的数字图像盲水印算法,该算法将图像进行8*8分块后对各块图像进行DCT变换。之后将水印信息嵌入到选取的中频系数之间的关系中;提取水印时不需要原始图像,实现了盲检测;而且水印嵌入位置可由密码控制,增强了算法的保密性和灵活性;不可感知性和鲁棒性可调。仿真实验结果表明该算法在保证水印不可感知性的情况下,对一些常见的恶意攻击具有良好的鲁棒性。     

A robust color image watermarking using local invariant significant bitplane histogram

Desynchronization attacks that cause displacement between embedding and detection are usually difficult for watermark to survive. It is a challenging work to design a robust image watermarking scheme against desynchronization attacks, especially for color images. In this paper, we propose a robust color image watermarking approach based on local invariant significant bitplane histogram. The novelty of the proposed approach includes: 1) A fast and effective color image feature points detector is constructed, in which probability density and color invariance model are used; 2) The fully affine invariant local feature regions are built based on probability density Hessian matrix; and 3) The invariant significant bitplane histograms are introduced to embed digital watermark. The extensive experimental works are carried out on a color image set collected from Internet, and the preliminary results show that the proposed watermarking approach can survive numerous kinds of distortions, including common image processing operations and desynchronization attacks.     

直方图不变矩在零水印中的应用

本文提出了一种使用直方图不变矩抗几何攻击零水印算法。该方法首先对图像直方图进行分析,然后计算该图像的直方图不变矩,最后使用直方图不变矩来构建水印系统。水印提取过程简单,只需计算所得图像的几个直方图不变量。文中给出了实验结果,并与基于几何矩不变量的算法进行了比较。经过仿真实验证明,该方法对于旋转、缩放等攻击具有很好鲁棒性的同时,对于普通的滤波、JPEG压缩攻击也具有很好的鲁棒性,且具有极低误检率。     

A multimedia application for watermarking digital images based on a content based image retrieval technique

The current work is focused on the implementation of a robust multimedia application for watermarking digital images, which is based on an innovative spread spectrum analysis algorithm for watermark embedding and on a content-based image retrieval technique for watermark detection. The existing highly robust watermark algorithms are applying “detectable watermarks” for which a detection mechanism checks if the watermark exists or not (a Boolean decision) based on a watermarking key. The problem is that the detection of a watermark in a digital image library containing thousands of images means that the watermark detection algorithm is necessary to apply all the keys to the digital images. This application is non-efficient for very large image databases. On the other hand “readable” watermarks may prove weaker but easier to detect as only the detection mechanism is required. The proposed watermarking algorithm combine’s the advantages of both “detectable” and “readable” watermarks. The result is a fast and robust multimedia application which has the ability to cast readable multibit watermarks into digital images. The watermarking application is capable of hiding 2¹⁴ different keys into digital images and casting multiple zero-bit watermarks onto the same coefficient area while maintaining a sufficient level of robustness.     

基于图像投影序列的盲数字水印鲁棒检测方法

检测时无须原始图像的盲数字水印是实用的数字产品版权保护系统和隐蔽通信系统的关键技术之一.理论研究证明,图像的正交投影序列与图像是一一对应的.利用此结论,设计并实现了一种具有良好性能的盲水印检测器.该水印检测器的相关值不是采用像素值信息,而是采用图像的正交投影序列来计算的.实验结果表明,该水印检测器不仅对旋转、平移攻击有很强的抵抗能力,而且对随机高斯噪声也具有良好的鲁棒性.其性能优于一般的直接利用像素值设计的水印检测器.     

基于视觉注意模型的数字图像水印算法

提出了一种基于视觉注意模型的数字图像水印算法,充分利用人眼的视觉注意特性,通过对图像中视觉注意区域嵌入较弱的水印信息,降低水印图像的视觉失真,对非视觉注意区域嵌入较强的水印信息,提高水印检测的鲁棒性.在多幅图像上的实验结果表明,该方法能够有效地隐藏图像水印信息,获得较佳的图像视觉效果;并且,在各种常见的图像攻击下,水印检测结果优于基于边缘的方法.     

基于奇异值分解的Contourlet域稳健性数字水印算法*

提出了一种基于奇异值分解的Contourlet域数字水印算法。对置乱后的水印图像进行奇异值分解,在Contourlet域中选取合适的方向子带,利用得到的奇异值来调制系数矩阵,然后通过逆变换获取嵌入水印后的图像。在水印提取中只需要保存原始图像的奇异值,实现了水印的近似盲提取。最后,进行了一系列的攻击实验,证明了与传统小波域水印算法相比,该算法的不可见性和鲁棒性都有了较大的提高。