基于高7位平面嵌入的灰度图像可逆数据隐藏算法

现有基于直方图平移的可逆数据隐藏算法都致力于提高嵌入率,而忽略了算法所产生边界图的大小;数量较大的边界图将不能够有效存储进而影响算法的实施。本文对现有典型算法存在的这一问题进行分析,并给出了解决方法。最后本文提出了基于高7位平面嵌入的灰度图像可逆数据隐藏算法,与传统可逆数据隐藏算法使用全部位平面进行数据嵌入不同,本文所提出的算法使用高7位平面当做数据载体。由高7位平面构成的载体图像具有像素值分布更加集中的特点,因而使用该载体图像进行可逆数据嵌入能够有效的控制边界图大小并且明显的提高嵌入率。实验结果表明,本文所提出的算法在提高嵌入率的同时,还能使嵌入附加数据的图像具有高的峰值信噪比值。     

一种基于PSNR的迭加量化公开水印算法

图像有好的视觉质量又要有高的鲁棒性是当今数字水印研究的热点与难点之一。提出了一种在确定图像质量的前提下具有高鲁棒性的公开水印算法,在其嵌入算法中,首先确定嵌入水印图像的质量——通过控制图像的峰值信噪比(PSNR)来实现,再根据图像所要达到的峰值信噪比来设计水印嵌入步长;另外,水印信号是通过权平均的方式迭加量化到图像DCT域的多个低中频系数上,根据人眼视觉系统(human visual system)的特性,按图像内容自适应量化嵌入,很好地解决了不可见性和鲁棒性之间的矛盾。实验结果表明,该水印算法能保证图像具有很高的视觉质量,同时对于常见的图像处理和攻击具有很好的鲁棒性。     

基于维纳滤波器嵌入的JPEG压缩图像动态增强

JPEG压缩图像的解码图像与原图像差异较为明显,基于此,提出了一种基于维纳滤波器嵌入的JPEG图像动态增强算法。首先,计算压缩图像的嵌入容量;然后,在嵌入容量限制下,根据目标图像动态地计算最优的维纳滤波器对称性、精度等参数配置并将参数嵌入JPEG压缩图像中;最终,对解码图像使用提取的维纳滤波器进行增强,获得与原图像接近的解压缩图像。试验结果表明,本算法可单独增强JPEG压缩图像的质量,同时可基于其他后处理算法,进一步提高JPEG压缩图像的质量。     

基于AVC和小波变换的数字图像水印嵌入量的研究

鲁棒性、不可见性和水印嵌入量是评价图像数字水印质量的3个重要指标，而水印嵌入量又是嵌入算法质量好坏的关键，在分析利用传统通信信道计算水印嵌入量的缺陷和不足的基础上，提出了一种新的计算水印嵌入量算法．该算法不仅分析了图像数字水印的特性，结合了视觉模型和小波变换的特点，而且利用了可变信道（AVC）的原理。实验结果证明，该算法不仅水印嵌入量大，而且水印的鲁棒性和不见性也相当高，此算法的出现为进一步实现信息的隐藏奠定了理论基础。     

基于多尺度分解与预测误差扩展的可逆图像水印算法

针对现有可逆图像水印算法中嵌入量与图像视觉质量之间的矛盾,提出了一种基于多尺度分解与预测误差扩展的可逆图像水印算法。首先,对原始图像进行多尺度分解,将其分解为同质块和非同质块;其次,通过对同质块进行预测误差扩展来嵌入水印信息;最后,通过计算非同质块信息熵,根据嵌入水印信息量选择合适的非同质块,通过对选取的非同质块进行整数小波变换,在中高频中嵌入剩余水印信息。实验结果表明,该算法易于实现且完全可逆,能有效提高水印嵌入量,具有较高的视觉质量。     

基于方向编码的离散余弦变换域图像隐写算法

提出一种基于方向编码的离散余弦变换(DCT)域图像隐写算法。将秘密图像进行8×8块的离散余弦变换后,采用JPEG标准量化表进行量化,将得到的DCT系数做行程编码,间接提高嵌入容量。同时对载体图像进行8×8块的离散余弦变换,采用改进的量化表进行量化,由此提高嵌入容量和含密图像的质量。通过基于方向编码的嵌入算法将秘密信息嵌入载体图像DCT系数的中低频部分。实验结果证明,该隐写算法嵌入容量大,得到的含密图像视觉质量好,可抵抗 分析攻击。     

一种混合的自嵌入双水印算法

提出了一种基于小波变换的自嵌入的双水印算法。原始图像的次低位和最低位分别嵌入恢复水印和脆弱水印。原始图像的高6位进行小波变换,低频系数生成恢复水印,将其嵌入到图像的次低位。小容量信息嵌入到图像块本身的最低位,生成脆弱水印。本算法可以准确定位原始图像被篡改的位置,并能对内容被篡改的区域进行恢复。     

利用模运算及其周期性特点的安全隐写算法

为了提供较大的可调信息嵌入量和保持载密图像良好的视觉质量,提出一种基于模运算及其周期性特点的安全隐写算法。首先将秘密信息流转为n进制信息流表示,然后根据余数循环的特点,应用具有安全特性的模函数将一位n进制信息嵌入载体图像的一个像素中,直至信息嵌入完毕。选择不同的参数n可以得到不同的嵌入率和载密图像视觉质量。理论分析和实验结果表明,本文算法在保持高嵌入率的同时仍保持较好的载密图像视觉质量,且安全性好;其信息嵌入率选择具有高度弹性,可以根据实际要求选择在嵌入率和载密图像质量都很理想的隐写方案。与同类算法相比具有更强的实用性。     

采用整数小波变换和多目标遗传算法的可逆灰度水印

现有的可逆水印算法大部分以二值图像作为水印图像,灰度水印在嵌入之前需要转换为二值图像.为此提出一种基于人眼视觉系统、整数小波变换以及多目标遗传算法的可逆灰度水印算法.为了避免水印在嵌入过程中产生溢出的情况,需要对原始图像进行直方图修改.首先对整数小波变换之后的图像进行分块,在每一个局部块中通过像素点灰度值的大小找到满足条件的2个像素点;然后依据它们的灰度值之差与6进行模运算找到第3个像素点,通过修改找到的3个像素的灰度值嵌入水印.该算法直接以灰度图像作为水印图像,在水印嵌入之前无需对其做任何处理操作;利用人类视觉系统提高水印嵌入之后的不可见性,通过对每个子块的熵值进行归一化动态地调整水印信息的嵌入强度;然后使用遗传算法对结果进行优化,兼顾了水印嵌入之后图像的质量和不可见性.实验结果证明,文中算法易于实现、完全可逆,而且透明性好、保密性高,具有可行性.     

结合高色彩相似度预处理的压缩域隐写算法

为提高图像隐写算法的载荷能力,增强载体的嵌入容量,提出一种结合高色彩相似度预处理的压缩域隐写算法。对图像进行预处理,利用超像素分割(SLIC)将图像根据内容进行分块,该分块方式具有空间接近度低、色彩相似度高的特点,增强图像的载荷能力;利用改进后的AMBTC压缩编码算法对形状和大小不规则的超像素块进行重新编码并嵌入秘密信息。通过设计率失真实验和有效性实验,验证了该预处理算法对提高嵌入容量的有效性。     

图像特征里的小波域水印算法

提出一种基于图像特征区域的鲁棒水印算法。确定载体图像的关键点,利用轮廓跟踪工具勾出嵌入水印区域的轮廓,从而确定嵌入位置。对确定的图像区域做离散小波变换（DWT）。将由密钥产生的水印信息按照从大到小的顺序嵌入到低频变换域里,再做离散小波逆变换,将抽出的部分与含水印部分叠加,得到完整含水印图像。实验结果证明,算法既保证了载体图像的视觉质量,同时对于一般常见攻击也具有较好的鲁棒性。     

基于分块DCT的自适应视频水印算法

在以往的离散余弦变换(DCT)水印嵌入算法中,选择直流系数嵌入能增加稳定性,但也会导致水印的不可见性较差。本文在DCT直流系数嵌入法的基础上进行改进,结合人类视觉系统模型(HVS),优先选择纹理强度大的DCT分块并自适应控制嵌入强度,能较好兼顾稳定性和不可见性。改进后的算法与改进前算法相比,数字水印的安全性、鲁棒性、嵌入量、不可见性、稳定性等各方面都有较大提高。     

面向屏幕拍摄的端到端鲁棒图像水印算法

目的 在抗屏摄鲁棒图像水印算法的研究中,如何在保证含水印图像视觉质量的同时提高算法的鲁棒性是存在的主要挑战。为此,提出一种基于深度学习的端到端网络框架以用于鲁棒水印的嵌入与提取。方法 在该网络框架中,本文设计了包含摩尔纹在内的噪声层用以模拟真实屏摄噪声造成的失真,并通过网络训练来学习到抵抗屏摄噪声的能力,增强网络生成的含水印图像的鲁棒性;同时引入了最小可察觉失真（just noticeable distortion,JND）损失函数,旨在通过监督图像的JND系数图与含有水印信息的残差图之间的感知差异来自适应控制鲁棒水印的嵌入强度,以提高生成的含水印图像的视觉质量。此外,还提出了两种图像区域自动定位方法,分别用于解决：拍摄图像中前景与背景分割即含水印图像区域的定位矫正问题,以及含水印图像经过数字裁剪攻击后的解码问题。结果 实验结果表明,引入JND损失函数后嵌入水印图像的视觉质量得到了提高,平均的峰值信噪比（peak signalto-noise ratio,PSNR）、结构相似性（structural similarity,SSIM）可分别达到30.937 1 dB和0.942 4。加入摩尔纹的噪声模拟层后,所提算法的误码率可下降1%～3%,具有抵抗屏摄噪声的能力。另外,将图像的R通道嵌入用于抗裁剪的模板,使得算法可有效抵抗较大程度的数字裁剪攻击。本文算法的计算复杂度较低,对单幅图像进行嵌入时,定位与提取操作的总耗时小于0.1 s,可满足实际应用场景的实时性需求。结论 本文算法的嵌入容量和生成的含水印图像视觉质量较为理想,且在不同拍摄距离、角度以及不同拍摄和显示设备条件下的鲁棒性优于已报道的主流算法。     

基于残差学习的新型不可感知水印攻击方法

传统的水印攻击方法虽然能够干扰水印信息的正确提取, 但同时会对含水印图像的视觉质量造成较大损失, 为此提出了一种基于残差学习的新型不可感知水印攻击方法. 首先, 通过构建基于卷积神经网络的水印攻击模型, 在含水印图像和无水印图像之间进行端到端非线性学习, 完成含水印图像映射到无水印图像的任务, 达到水印攻击的目的; 其次, 根据水印信息的嵌入区域选择合适数目的特征提取块以提取含水印信息的特征图. 鉴于含水印图像和无水印图像之间的差异过小, 水印攻击模型在训练过程中的可学习性受到限制, 导致模型很难收敛. 引入残差学习机制来提升水印攻击模型的收敛速度和学习能力, 通过减少残差图像(含水印图像和提取的特征图像做差)与无水印图像之间的差异来提升被攻击图像的不可感知性. 此外, 还根据DIV2K2017超分辨率数据集以及所攻击的基于四元数指数矩的鲁棒彩色图像水印算法构建了训练水印攻击模型的数据集. 实验结果表明该水印攻击模型能够在不破坏含水印图像视觉质量的前提下以高误码率实现对鲁棒水印算法的攻击.     

Dynamic stochastic resonance-based improved logo extraction in discrete cosine transform domain

In this paper, a dynamic stochastic resonance (DSR) technique is used for blind watermark extraction in discrete cosine transform (DCT) domain. The watermark embedding has been done on mid-band DCT coefficients. DSR has been used to improve the robustness of the extraction algorithm by utilizing the degradation introduced during attacks. DSR is an iterative process that tunes the coefficients of the possibly attacked watermarked image so that the effect of noise is suppressed and hidden information is enhanced. Resilience of this technique has been tested in the presence of various attacks. An adaptive optimization procedure has been adopted for the selection of bistable parameters to achieve maximum correlation coefficient under minimum computational complexity. Using the proposed technique, robust extraction of watermark is obtained without trading-off with visual quality of the watermarked image. When compared with the plain DCT-based technique, DSR-based technique has been found to give remarkable performance.     

基于图像特征的二值水印嵌入和盲检算法

提出了一种基于图像特征的二值水印嵌入和盲检测算法。将原始图像及待检测的图像进行离散小波变换,通过提取低频子带变换系数的均差与设定的阈值相比较,根据不同的结果选择不同的算法从而实现水印序列的嵌入和盲提取。该算法的优点在于在水印检测时,不需要原始图像的参与。实验结果表明,算法对JPEG压缩具有强的抵抗能力,同时,对噪声、滤波等也具有较好的鲁棒性。     

Hamming code and logistic-map based pixel-level active forgery detection scheme using fragile watermarking

In this work, an active forgery detection scheme is proposed to locate the tampered region from a forged digital image. In this regard, an authentication code is formed and subsequently, the same is concealed into each pixel for the realization of a fragile watermarked image. In an active forgery detection procedure, the extracted authentication code from the fragile watermarked image is considered to detect the tampered region properly. The main goal of this work is to generate a secure authentication code for preventing the attackers from purposely altering the embedded code to match the tampered image contents as well as to cause less visual distortion after the construction of the fragile watermarked image. Initially, the authentication code for each pixel is computed using Hamming code from the first four most significant bits (MSBs) and subsequently, the same is considered to conceal into some least significant bits (LSBs) of that particular pixel. Generally, the LSB components are found visually insignificant so, the suggested pixel-level authentication code embedding procedure retains the high visual quality of the watermarked image. The proposed fragile watermarking is secured since the authentication code embedding procedure is realized using the logistic-map based generated secret parameters. The proposed scheme has been implemented and the results based on the input of several grayscale images are found satisfactory. In addition, several tampered images are considered to validate the proficiency of tampering detection of the proposed work. The obtained results demonstrate that the presented work is effectively capable to detect the tampered region even in pixel-level from the forged digital image content and also the results are found comparable to some related works.

     

一种有效的数字图像水印新方法

该文就数字水印技术中基于离散余弦变换(DCT)的方法进行研究,提出了一种有效的图像自适应水印方法。在检测水印时无需使用原图像,从而能够有效应用于图像和视频信号的水印处理。所提出的方法利用了人类视觉的掩蔽特性,给出了两种采用参数自适应的水印方案,使得加水印后的图像具有好的视觉质量及高的信噪比,并且水印检测也有好的稳健性。     

一种相移键控数字图像水印算法

根据相移键控原理．提出了一种不可逆DWT域二相相位键控数字图像水印算法．水印信号为二值图像，用不同相位的正弦信号将水印调制后嵌入到数字图像DWT变换系数中；用提取的同频率正弦信号的相位进行水印提取；该方法嵌入的水印具有非常好的安全性，且水印提取不需要原始未加水印的图像．实验结果表明该方法具有很好的不可见性；对JPEG压缩、图像加噪声和图像滤波等常见的图像处理具有极强的鲁棒性．     

A novel hash function based fragile watermarking method for image integrity

In recent years, tampering and altering of digital images have become easier with the rapid development of computer technologies such as digital image editing tools. Therefore, verification of image integrity and tamper detection of digital images have become a great challenge. Fragile watermarking is the most widely used method for protecting the integrity and content authenticity of the image. In this paper, by using SHA-256 hash function, a novel block based fragile watermark embedding and tamper detection method is proposed. In watermark embedding phase, host image is divided into 32?×?32 non-overlapped blocks. Each 32?×?32 block is then divided into four 16?×?16 nonoverlapped sub-blocks. The entire hash value of the first three sub-blocks is generated as a watermark using SHA-256 hash function. The generated 256-bit binary watermark is embedded into the least significant bits (LSBs) of the fourth sub-block and watermarked image is obtained. In tamper detection phase, the detection of tampered block has been performed by comparing the hash value obtained from the three sub-blocks with the extracted watermark from the fourth sub-block of the watermarked image. The performance of the proposed method has been evaluated by applying linear and nonlinear attacks to the different regions of the watermarked images. Experimental results show that the proposed method detects all the tampered regions of the attacked images and high visual quality of watermarked images has been obtained.