基于人眼对比度敏感视觉特性的彩色图像水印技术研究

目的研究结合人眼对比度敏感视觉特性的彩色图像水印技术。方法结合图像变换域频谱特征和人眼对比度敏感视觉特性,提出一种新的人眼感知图像误差阈值的计算方法。依据计算的阈值,设计一种新的基于人眼视觉特性的彩色图像水印嵌入和提取技术方案,并进行仿真实验和多种攻击测试。结果嵌入了水印的彩色图像与原始彩色图像及提取的水印与原始水印相比,几乎一样,人眼无法分辨。经过3种攻击测试后提取的水印信息仍清晰可见,含水印图的PSNR和提取水印的相似度值均较高;在水印方案中,将彩色图像变换到与设备无关的CIELAB颜色空间进行水印的嵌入和提取,有效地提高了水印的实用性。结论文中提出的水印技术具有较好的透明性、鲁棒性和实用性。     

一种基于YC-rC-b颜色空间和视觉特性的彩色图像水印技术

根据图像离散余弦变换频谱图特征及结合人眼对亮度和颜色的对比度敏感视觉特性,提出了一种人眼感知图像最小误差即JND阈值的计算方法,通过计算出的JND阈值,提出了一种基于YCrCb颜色空间的彩色图像水印技术方案。方案依据JND阈值筛选彩色图像的3个分量亮度图变换域频谱系数来进行水印的嵌入和提取。从水印技术方案上看,JND阈值的引入使得水印的嵌入达到最大;嵌入算法使得水印嵌入的位置具有随机性,有力地保证了水印信息的安全性。仿真实验和攻击测试表明:含水印图经压缩攻击后的图像与原始图像基本一样,提取的水印信息与原始水印基本相同;攻击后的含水印图具有较好的透明性和较高的鲁棒性。提出的基于YCrCb颜色空间和人眼视觉特性的彩色图像水印技术方案,是一种可行的、较好的彩色图像技术。     

基于SIFT变换和DWT-SVD的自适应图像水印算法

目的由于传统的自适应水印技术无法实现水印嵌入区域依据图像自身的特征而改变,且抵抗几何攻击的能力较弱,提出一种基于SIFT特征提取,结合DWT-SVD的水印嵌入方法。方法首先对图像进行SIFT特征提取,然后利用RANSAC算法选取出鲁棒性较好的特征点,通过特征点选取合适大小的水印区域,最后结合DWT-SVD算法将水印嵌入原始图像中。结果采用SIFT变换结合DWT-SVD算法嵌入的水印,含水印图像的视觉效果较好。含水印图像在没有受到攻击时,可以无损地提取出水印;在受到攻击时,提取出的水印品质较好,NC值均高于0.96,且算法的时间复杂度和空间复杂度均较小。结论实验证明,此方案在面对任意角度的旋转攻击,以及常规图像处理攻击有很好的鲁棒性,可以达到保护数字产品的目的。     

一种奇异值分解数字水印算法的研究

提出了一种可用于印刷品防伪的数字水印算法。将二值条码作为水印,嵌入到原始图像的奇异值分解的S分量。结合人类视觉系统（HVS）的视觉掩蔽特性,根据图像的块均匀度决定水印嵌入的强度,使嵌入的水印强度能够自适应于原始图像。水印提取时,利用Radon变换对待检测图像进行校正,并且根据二值条码的特性对提取出的水印图像进行了修正。实验结果表明,算法对一些常见的图像处理和几何攻击具有良好的鲁棒性。     

基于DCT域的数字盲水印技术

提出一种鲁棒性较好的DCT域数字盲水印方案。该方案将汉明编码应用于二值水印图像,同时,采用混沌调制序列伪随机选取嵌入区域,提高水印算法的安全性。通过分析DCT中频特定系数关系,实现水印的盲提取。实验结果表明,该算法对于常见的图像攻击具有较好的鲁棒性,是一种有效的盲水印。     

数字全息水印在印刷半色调图像中的应用

在印刷半色调图像中嵌入特定信息可用于印刷品的保护和认证。设计了一种新颖的应用于非数字形式印刷半色调图像中的信息隐藏算法,将原始水印信息制成菲涅耳全息图,以此作为水印信息,利用离散小波变换算法嵌入到宿主图像中,以实现信息隐藏。该算法利用全息图独特的不可撕毁性来增强水印的鲁棒性。实验结果表明,该算法对图像半色调化攻击具有较好的鲁棒性。     

VRML场景中的纹理水印

针对虚拟现实场景中的纹理,提出了一种新的数字水印方案。首先分析了三维场景中的纹理水印与一般图像水印的不同,并根据这些特性给出了具体数字水印方案,包括水印生成、基于钥相关基函数的水印嵌入和水印检测等。在描述算法的基础上,给出了实验结果及攻击分析。实验表明该算法具有较好的透明性和强壮性。     

一种强鲁棒性的彩色图像数字水印技术

目的提出了一种彩色图像数字水印技术,解决数字水印在大数据量水印、不可见性和鲁棒性之间的关系。方法该算法对彩色QR码水印和彩色载体图像分别进行RGB三通道分解,彩色水印单通图像进行混沌加密;对彩色载体单通道图像进行Contourlet变换;按对应通道将水印嵌入到载体图像低频经奇异值分解后的对角矩阵。结果该算法在水印嵌入和提取仿真实验结果为PSNR50 d B;鲁棒性仿真实验结果表明,该算法在抵抗任意旋转攻击和基本图像处理操作的攻击下,提取出来的彩色QR码颜色未失真,并且均能够成功解码和自动识别。结论该算法具有较强的鲁棒性和较好的不可见性,能够很好地将彩色水印嵌入彩色图像,可应用到实际的数字版权保护中。     

基于图像内容的二次水印模型及其实现

提出了一种基于图像内容的二次水印的理论模型。通过提取能够唯一标识原始图像的信息摘要MD5,将其和图像水印依次嵌入到原始图像中,使得嵌入的水印具有与原图相关和不相关的双重意义;通过有实际内容的图像水印来实现水印系统的鲁棒性;通过MD5与原始图像的关联性来抵抗解释攻击。实验结果表明,提出的方法简单可行,内嵌数据量小,与图像文件关联性强,具有较强的鲁棒性。     

VRML景场中的纹理水印

针对虚拟现实场景中的纹理,提出了一种新的数字水印方案。首先分析了三维场景中的纹理水印与一般图像水印的不同,并根据这些特性给出了具体数字水印方案,包括水印生成、基于钥相关函数的水印嵌入和水印检测等。在描述算法的基础上,给出了实验结果及攻击分析。实验表明该算法具有较好的透明性和强壮性。     

输出方式对印刷品全息水印提取质量的影响

目的为实现对印刷输出图像中提取水印质量的有效预估,研究硬拷贝输出方式对印刷品全息防伪水印提取质量的影响。方法先将傅里叶全息水印的高频分量嵌入宿主图像经2次小波变换的中频区域,实现信息隐藏。使用喷墨打印、激光打印、胶版印刷、数码印刷等4种常用方式对含水印防伪图像进行硬拷贝输出,然后从承印物纸张表面质量、图像色彩空间转换和输出精度等3个方面,利用NC参数对硬拷贝图像的水印提取质量进行评价,并对比分析影响水印提取质量的因素。结果数字图像、打印图像、印刷图像间的水印提取质量有较大的差别,总体表现为喷墨打印胶版印刷数码印刷和激光打印。承印物基材较高的白度、平滑度有利于水印提取。在输出与输入过程中,含水印图像经历的多次色彩空间转换对原始图像的色彩分布、复现质量有一定程度的改变,进而影响水印提取质量。在满足图像复现质量要求的前提下,输出精度对水印提取质量的影响较小。结论研究水印的抗打印/扫描鲁棒性时,不能用模拟攻击与桌面打印代替实际输出方式。选择表面质量高的承印物有利于防伪水印信息的识别。验证水印方案的抗打印/扫描鲁棒性时,其分辨率满足图像的复现质量要求即可。     

窄色域抗打印扫描全息水印算法

目的为了提升水印抗打印扫描攻击的鲁棒性,提出一种窄色域抗打印扫描全息水印算法。方法制作打印机的ICC特性文件,应用特性文件转换宿主图像到CMYK颜色模式,从而获得适应该设备的窄色域,将制成全息图的水印嵌入到宿主图像的DWT域内。结果实验表明,该算法经历打印扫描后可顺利提取水印,且打印扫描后获得的水印图像保真度较高。与在RGB颜色模式中嵌入水印相比,该算法水印的鲁棒性和宿主图像的保真度均具有明显优势;相较于嵌入水印到默认转换的CMYK颜色模式,鲁棒性相当,该算法宿主图像的保真度具有明显优势。结论该窄色域算法可提升打印扫描过程中颜色传递的一致性,结合全息图不可撕毁的优势权衡了鲁棒性与保真度的关系,该算法有益于数字水印在防伪印刷领域的应用。     

一种感兴趣区域防溢出数字水印算法

目的针对工程设计图纸、医学影像等存在大量边缘值像素点的图像在嵌入水印时容易出现像素值溢出的问题,文中提出一种基于感兴趣区域防溢出的水印方案。方法该方案使用改进后的区域生长法分割原始图像得到不规则形状的ROI,再通过填充像素值得到矩形水印嵌入区域,对该区域进行提升小波变换,并经过Arnold置乱,通过对水印嵌入区域的分块和扫描,跳过边缘像素值,使用奇偶映射的方法将制成QR码的水印信息嵌入至宿主图像。结果嵌入水印后图像边缘仍完整,像素值溢出现象得到大大改善,嵌入水印后图像峰值信噪比高于48db,水印不可见性高于一般水印嵌入方案,满足高精度图像对水印不可见度要求,且经过攻击后仍能实现水印的提取。结论该方案充分考虑到含有大面积背景和大量边缘像素值图像的特点,保证认证水印嵌入至图像关键ROI区域,在保证原图质量的基础上实现了防溢出的水印嵌入,经过攻击后提取的水印仍能够读取认证信息,在包装印刷工程中具有实际应用价值。     

Greyscale image encoding and watermarking based on optical asymmetric cryptography and variational image decomposition

In this paper, a novel greyscale image encoding and a watermarking scheme based on optical asymmetric cryptography and variational image decomposition (VID) are proposed. In this proposed scheme, the greyscale watermark is encoded into a noise-like pattern by the phase-truncated Fresnel transform (PT-FrT)-based optical asymmetric cryptography. The greyscale host image is decomposed into its cartoon part and texture part by the VID technique. After that, the encoded watermark is embedded into the host image’s texture part by a discrete wavelet transform (DWT) based fusion approach. The proposed scheme can achieve a better watermark invisibility and a higher robustness by embedding the watermark into the host image’s texture part. Additionally, the proposed scheme can achieve a high security, because the PT-FrT-based optical asymmetric cryptography can resist some common cryptographic attacks. The feasibility, robustness and security of the proposed scheme have been demonstrated by extensive experiments and comparison with other relevant image encoding and watermarking schemes.     

基于小波变换的傅里叶加密印刷水印算法研究

在研究傅里叶加密全息技术、数字水印技术和小波理论的基础上,提出了一种基于小波变换的傅里叶加密印刷水印算法。利用该算法重建水印,有效地抑制了载体图像的低频分量对水印产生的噪声的影响;使能量分布在图像的所有像素上,具有良好的抗裁切能力;算法采用密钥加强了水印的安全性。实验表明:嵌入水印的图像一次印刷可检测,二次扫描印刷提取的水印脆弱,可以抵抗基本的图像处理操作。     

HVS的DWT域半脆弱水印算法

提出了一种用于图像内容认证的半脆弱水印嵌入和提取算法,该算法结合了一种新的人类视觉模型和图像DWT小波分解,提取水印信息时不需要原始载体图像.仿真实验表明,该算法不仅具有较好的透明性,能够抵抗一定的JPEG压缩,而且对恶意篡改有较好的脆弱性.     

Augmenting security of biometric with watermarking

This paper presents a new blind biometric watermarking scheme based on discrete wavelet transform for biometric template protection. We are using fingerprint feature and iris feature as multiple watermarks instead of randomly generated Gaussian noise type watermark. Watermark embedding locations are selected by measuring power level of each coefficient which gives sensibility of human eye to local image perturbations. Though biometric features are embedded sequentially, care is taken that most significant features are embedded to those locations whose power level is maximum which provides more robustness. We embed watermark into mid-frequency sub-band by modifying the amplitude of selected coefficient based on comparison between original and estimated values. Estimated value of coefficient is calculated from average sub-band of the same resolution level of the cover image. A reliable watermark extraction scheme is developed for the extraction of watermark from distorted image. Experimental evaluation demonstrates that the proposed scheme is able to withstand a variety of attacks. We show that the proposed scheme also gives adjustability to the user for selecting P percentage of retained wavelet coefficients.     

一种抗旋转的彩色图像全息水印防伪方案

基于一种用于彩色印刷防伪图像博奇编码的傅里叶计算全息数字水印方法,设计了一种抗旋转的全息水印防伪方案。通过模拟印刷—图像采集—旋转校正—提取水印的仿真实验,研究了采集过程中图像旋转一定角度后提取的水印质量问题。实验表明：该防伪方案对图像采集中的旋转攻击具有较好的鲁棒性,能满足彩色印刷的防伪要求,且旋转角度∈（-90°,0°）∪（0°,90°）时,提取的水印质量较好,能保证识别。另外,该防伪方案对图像采集中的裁剪、磨损、缩放、平移和翻转攻击,也有较好的鲁棒性。