基于DWT-SVD 的强鲁棒全息水印算法研究

在理论分析全息水印和变换域水印的基础上,提出了基于DWT-SVD 的强鲁棒全息水印算法,通过MAT-LAB 仿真软件对该水印算法进行了仿真,验证了该水印算法的安全性、鲁棒性和不可见性。双随机相位调制加密全息技术对水印信息进行加密具有较高的安全性;在DWT 和SVD 变换域中嵌入水印能够保证水印的不可见性及鲁棒性;结合全息技术和DWT-SVD 的特性,克服了现有水印算法不抗旋转的缺点。该算法首先对水印信息进行加密,获取其奇异值;然后对载体RGB 图像的B 分量进行小波分解,获取其2 次小波分解后低频系数的奇异值;最后用加权的方法嵌入水印。水印嵌入与提取仿真实验结果为PSNR>20 dB,NC 值接近于1,说明该算法的可行性;鲁棒性仿真实验表明该算法能够抵抗任意旋转攻击及基本图像处理操作的攻击。     

基于QR码的DWT-SVD数字水印算法

目的 结合奇异值和小波变换的优点, 针对彩色载体图像进行水印的嵌入和提取, 提高水印的鲁棒性和安全性。方法 根据基于DWT-SVD的数字水印算法, 对彩色载体图像进行RGB到Lab颜色空间的转换, 对L分量作二级离散小波变换, 选择低频子带并对其进行奇异值分解, 同时对原始QR码水印进行奇异值分解。最后根据人眼视觉系统 （HVS） 特性, 选择合适的嵌入强度因子嵌入水印。结果 文中算法对于高斯噪声、 椒盐噪声、 斑纹噪声和泊松噪声、 JPEG压缩、 小角度的旋转攻击、 缩放攻击以及对比度增强有一定的鲁棒性。结论 该算法能够抵抗常见的水印攻击, 满足数字防伪以及版权保护的需要。     

一种新的彩色图像变换域全息水印算法

提出了一种变换域中改善全息水印抗几何攻击和滤波攻击性能的彩色图像全息水印算法。 取彩色 RGB载体图像的蓝色通道,分块后做一级小波分解转换到变换域,取低频子带,然后进行奇异值分解嵌入数字全息水印。 实验结果表明:该算法水印隐蔽性好,重建的水印与原始水印相似度高;算法鲁棒性强,可以抵抗常见的各种攻击,尤其改善了全息水印的抗几何攻击和滤波攻击性能,满足了数字防伪、版权保护的需要。     

基于QR码和DWT-SVD分解的双水印算法

目的为了进一步提高水印的鲁棒性和保护性,文中提出一种基于QR码和DWT-SVD分解的双重水印方案。方法将次级水印的奇异值嵌入主水印经一级离散小波变换后低频系数的奇异值中,再将含有次级水印信息的主水印奇异值嵌入主图像的二级小波变换后低频系数的奇异值中。结果经仿真实验发现,文中算法的主水印和次级水印PSNR值可达66 dB和60 dB,并对于高斯噪声、JPEG压缩、JPEG2000压缩、旋转攻击、对比度增强以及缩放攻击有一定的鲁棒性,攻击后提取的水印相关系数接近于1。结论算法属于非盲水印,在多种攻击情况下都能检测到次要水印,但有时候主水印会严重失真。     

基于伪Zernike矩和DWT-SVD抗旋转水印算法

目的提出一种基于伪Zernike矩和DWT-SVD的抗旋转图像盲水印算法。方法对原始图像内切圆的内接正方形区域进行二级小波变换,对其低频子带进行奇异值分解。在一定的嵌入强度下将水印叠加到奇异值矩阵中,实现水印的嵌入。记录含水印图像的伪Zernike矩的相位信息用于检测旋转角度,在提取水印时校正旋转攻击。结果仿真结果表明,该算法水印的不可见性很好,PSNR值高达45.12,提取的水印与原水印相似度很高,NC值为1。该算法对旋转攻击具有很强的鲁棒性,对常见的信号处理攻击具有很强的鲁棒性。结论该算法对任意角度的旋转攻击都有很强的鲁棒性,能满足数字产品的版权保护需要。     

一种新的SIFT几何校正的抗几何攻击水印算法

目的为了提高抗几何攻击水印算法的鲁棒性,提出一种新的SIFT几何校正的抗几何攻击水印算法。方法利用尺度不变特征变换算法分别提取原始图像和受几何攻击图像的特征点,在水印提取前,将原始图像和受几何攻击图像进行特征点匹配,按照匹配的特征点对受几何的攻击图像进行几何校正。在水印嵌入过程中,结合奇异值分解(SVD)特征值的稳定性和非负矩阵分解(NMF)线性无关性来增强水印图像的鲁棒性。结果文中算法在剪切、JPEG、噪声等攻击下具有很好的鲁棒性,提取出来的水印图像NC值均大于0.98,在RST攻击下水印图像的NC值也能达到0.97以上。结论提出的抗几何攻击算法能有效的抵抗各类几何攻击,具有很好的鲁棒性。     

基于BSVD分解和Radon变换的NSCT域鲁棒水印算法

目的 为了提高水印算法的不可见性及抗旋转攻击的能力,提出一种基于BSVD分解和Radon变换的NSCT域鲁棒水印算法。方法 首先对水印图像进行Arnold变换,然后对载体图像进行NSCT变换,接着对低频子带进行不重叠分块,最后对各子块进行BSVD分解,选择合适的缩放因子,将水印嵌入奇异矩阵的最大奇异值中。提取水印时,先用Radon变换对含水印信息的载体图像进行校正,再提取出水印信息。结果 实验显示,文中算法具有很好的不可见性,PSNR值均在60 dB之上,并且能够抵抗常规信号的攻击,NC值均大于0.95。结论 该水印算法具有良好的不可见性和鲁棒性,抵抗旋转攻击的能力较强。     

基于 DWT-SVD 和 QR 码的抗几何攻击数字水印技术

目的为了抵御QR码数字水印图像的几何攻击,提出一种基于奇异值分解和离散小波变换的数字水印技术。方法利用QR码编码规则,将文本信息编码生成宿主图像;将宿主图像进行对数极坐标变换,然后进行一级小波分解,利用奇异值分解原理在其低频分块中嵌入置乱后的水印图像,形成含水印的QR码图像。结果实验结果表明,该算法可以使QR码水印图像抵抗旋转、缩放、平移(RST)等几何攻击。结论算法有良好的鲁棒性和不可见性,能够作为一个可行的版权保护和认证的工具。     

基于NSCT-DWT-SVD的强鲁棒多重数字水印算法

目的提出基于NSCT-DWT-SVD结合的复合数字水印算法,实现水印信息的隐蔽嵌入,提高水印的鲁棒性。方法首先对水印信息进行Arnold置乱,对载体图像进行NSCT变换,将产生的与原载体图像大小相同的低频子带进行小波变换,后对小波变换的低频部分进行SVD分解,确定嵌入强度后将水印信息叠加到奇异值矩阵中,实现水印的嵌入。结果经仿真实验发现,该算法在保证水印嵌入信息量的前提下,满足了水印信息的隐蔽性,PSNR值达到30 d B以上,NC值达到了1,同时该算法对压缩、滤波、剪切攻击的鲁棒性较强,NC值均达到0.92以上,抵抗旋转攻击时仍能提取出较清晰的水印图像。结论该算法满足了数字水印技术要求的隐蔽性和稳健性,并且可以对数字产品起到版权保护的作用。     

一种基于Harris特征点和DWT-SVD的图像盲水印算法

目的针对第2代数字水印技术,提出一种基于Harris特征点和DWT-SVD的图像盲水印算法。方法提取归一化图像的Harris特征点;选取部分稳定特征点来确定要嵌入水印的特征区域;将特征区域作一次小波分解得到的低频子带,对低频子带进行分块,并对每一块进行奇异值分解,通过对每块中最大奇异值进行加权的方法来嵌入水印信息。结果 PSNR值均大于45 d B,NC值接近于1,说明该算法具有可行性。结论该算法对剪切攻击具有很好的鲁棒性,同时该算法也能很好地抵抗噪声、中值滤波攻击、提高亮度攻击、降低亮度攻击、基本图像处理操作的攻击。     

基于DWT-SVD的可伸缩图像渐进性水印算法

目的提出基于DWT-SVD的可伸缩图像渐进性水印算法,可用于可伸缩图像的版权保护,对可伸缩图像的安全技术具有重要的意义。方法对载体图像进行三级小波分解,确保能量的集中,减小因攻击对水印信息的影响;对各个小波分解的子带都进行H×H不重复分块,对每个子块进行奇异值分解,并计算第1个奇异值,以便选取合适的嵌入强度,经综合考虑,该算法中嵌入强度选为5;将灰度水印图像进行8个位平面分解,根据重要性降低的次序依次嵌入到载体图像三级小波分解和量化后的重要性排序降低的分辨率子带中。结果压缩比从90~20,随着压缩比的减小,提取灰度水印图像的位平面增加,图像质量不断改善,NC值逐渐增大。当压缩比在70以下时,对最低频子带系数无影响;当压缩比增大至80以上时,对最低频子带信息产生一定的影响,但水印图像依然可以提取。不同攻击和常规的信号处理攻击后各级分辨率均可提取到水印信息,水印质量随着分辨率增加逐渐变好。结论渐进性提取和鲁棒性仿真实验表明该算法能很好地抵抗压缩攻击和剪切攻击,并对常规的信号处理攻击具有很好的鲁棒性。     

基于压缩感知的强鲁棒性彩色图像双水印算法

目的为了解决图像的鲁棒性和透明性之间的矛盾,依据压缩感知理论的计算保密性提出一种基于压缩感知的强鲁棒彩色图像双水印算法。方法首先将水印图像RGB分解后,对G,B分量分块压缩感知获得测量值,再对载体图像G,B分量NSCT分解,对低频分量非重叠分块后LU分解、奇异值分解,将每个分块的水印测量值按不同嵌入强度对应嵌入载体奇异值矩阵中,经过一系列逆变换得到含水印图像。最后用含水印图像R分量分块压缩感知测量值生成零水印,发往IPR中心注册保存。结果该算法在水印的嵌入和提取仿真实验结果中峰值信噪比大于40 d B,重建的水印图像与原图像相似度极高,且能抵抗剪切、高斯噪声、椒盐噪声、高斯低通滤波和JPEG压缩等类攻击。结论算法具有很强的鲁棒性和较好的透明性,实现较简单具有切实的可行性。     

一种基于NSCT与小波变换的全频域双水印算法

目的为了提高彩色图像的抗几何攻击能力,提出一种基于NSCT与离散小波变换的全频域彩色图像双水印算法。方法基于Fibonacci变换对水印图像进行分块置乱加密,自适应地选择嵌入的强度因子,将彩色载体图像的y分量先分块,再进行NSCT分解,然后进行DWT变换,随机选择生成的嵌入数组,通过调节嵌入数组各块的奇异值将水印循环嵌入到载体图像中。对含水印图像提取其各分块最大奇异值二维量化生成零水印。结果该算法的透明性良好,且能有效抵抗剪切、滤波、缩放、高斯噪声等常见的几何攻击。结论算法解决了单水印功能单一双水印算法2种水印互相干扰的问题,可以对数字产品同时进行版权保护和内容认证,算法具有较好的鲁棒性和不可见性。     

一种抗数字印刷/拍摄的数字水印算法研究及验证

目的数字印刷和手机拍摄是检验含有数字水印的印刷产品版权有效性的主要途径,解决在数字印刷和手机拍摄场景下水印信息难以提取这一问题。方法提出一种基于离散小波变换和奇异值分解的抗数字印刷/手机拍摄的数字水印算法。首先对宿主图像进行二级离散小波变换,对低频子带进行奇异值分解,将Arnold置乱后的水印嵌入到奇异值分解的对角矩阵中,最后进行小波逆变换得到嵌入水印图像。结果含水印信息的峰值信噪比(PSNR)达到了39.67,在不同攻击下的归一化相关系数(NC)均在0.89以上,实际的印刷拍摄测试中NC值也均达到0.94,证明该水印算法在保证不可见性的同时对于印刷产品实际应用中的常见攻击具有很好的抵抗能力。结论对不同品牌的智能手机、印刷设备以及不同种类的纸张采集到的含水印图像进行测试,均能够在印刷和拍摄场景下实现水印提取,证明了该算法的有效性。