基于视频数字水印的信息隐藏技术研究

本文提出一种基于视频数字水印的信息隐藏技术.原始信息经过扩频调制之后,生成水印信息;同时,每个视频帧经分块DCT变换之后,嵌入水印位;考虑到含水印视频帧再水印提取过程中的同步问题,在嵌入水印信息的过程中也嵌入了同步模板以抵抗可能的视频帧的几何失真,实验结果表明,本文提出的算法是可行的.     

一种基于预测模式的H.264/AVC视频信息隐藏改进算法

提出了一种基于帧内预测模式调制的H.264/AVC视频信息改进隐藏算法.选择参考像素亮度值接近的帧内4×4块,通过对预测模式值进行调制以实现隐秘信息的嵌入,而预测模式调制过程是将最优预测模式变为满足嵌入条件的具有率失真开销最小的预测模式,以尽量减小预测模式的改变对视频客观质量的影响.信息的提取过程不需要原始载体视频,也...     

基于方向金字塔分解与稳定几何失真校正的鲁棒图像水印算法

目的为了提高水印算法的抗几何攻击能力,并兼顾较高的鲁棒性与不可感知性,设计一种基于方向金字塔分解与稳定几何失真校正的鲁棒图像水印算法。方法首先,引入方向金子塔,对载体图像完成分解,输出对应的低通与高通子带;将低通子带分割为一系列的非重叠块;根据载体的亮度、纹理与边缘掩码,计算水印嵌入强度,最大程度地平衡水印图像的不可感知性与鲁棒性;设计水印嵌入方法,将经过Arnold映射加密后的水印嵌入到非重叠子块中,通过修改载体的方向金子塔分解系数,获取水印图像;将不同的攻击类型作用于水印图像,建立训练样本;再利用方向金子塔分解训练样本,计算高通子带的高斯-厄米矩能量,将其视为特征矢量;再利用特征矢量对模糊支持向量机完成训练,以预测几何失真参数,准确校正受攻击的水印图像;设计水印检测机制,从水印图像中复原水印。结果实验数据表明,与当前图像水印方案相比,所提算法具有更高的抗几何变换能力,以及较好的不可感知性与鲁棒性,其提取的水印失真度最小,对应峰值信噪比保持在40dB以上。结论所提水印算法具有较高的鲁棒性和视觉隐秘性,在版权保护、信息防伪等领域具有一定的参考价值。     

基于椭圆特征区域与重要位平面分解的鲁棒图像水印算法

目的 为了解决当前基于特征点的水印方案难以描述图像的非纹理区域（像素强度变化较大的边缘、像素强度值较小或趋于0的均匀区域）,降低了局部特征区域的鲁棒性,使其抗几何失真能力不佳的问题,提出基于椭圆特征区域与重要位平面分解的鲁棒图像水印算法。方法 根据彩色载体的RGB分量,计算颜色不变性;基于颜色不变性的强度概率密度,推导概率密度梯度估计函数;利用概率密度梯度值,计算二阶Hessian矩阵,改进SURF方法,充分提取彩色载体中纹理与非纹理区域的鲁棒特征点;再求取Hessian矩阵的特征值与特征向量,以计算椭圆的长轴、短轴半径与方向角度,并以特征点为中心,建立局部椭圆特征区域;定义鲁棒特征区域选择规则,确定合适的水印嵌入位置;引入位平面分解技术,获取鲁棒椭圆特征区域的重要位平面图像,并提取其直方图,以此设计水印嵌入方法,将二值水印隐藏到这些直方图中,形成水印图像;根据水印检测机制,复原二值水印。结果 实验结果显示,与基于特征点的水印方案相比,所提算法具有更高的不可感知性与鲁棒性,复原水印失真度最小。结论 所提算法具有较高的视觉隐秘性和抗几何失真能力,在版权保护、信息防伪等领域具有较好的参考价值。     

抗缩放攻击的高水印容量数字水印算法

目的 为了增加水印算法的可嵌入水印信息容量,解决抗高强度缩放攻击等问题,提出一种基于圆形角度模板的抗缩放攻击、高水印容量的数字水印算法。方法 首先将原始水印信息转换为QR码,根据QR码生成原理提取其数据编码,并进行分组,再将分组的编码转换为角度信息;随机生成具有方向性和周期性的基础圆形模板水印,根据角度信息对其进行旋转,生成待嵌入的圆形角度模板水印;通过修改图像的最小可察觉误差完成水印信息的嵌入;通过检测模板水印中的角度信息,提出水印信息。结果 实验结果表明,该算法不仅可有效抵抗高强度的缩放攻击,同时还可以抵抗色彩调整、旋转、压缩、噪声、滤波、模糊等攻击。此外,该算法可实现较高容量的水印信息嵌入和无损提取。结论 通过对水印信息预处理和圆形角度模板水印的应用,不仅使得该算法具备高水印容量,而且可有效抵抗高强度缩放攻击,在抵抗色彩调整、旋转等图像处理攻击方面同样具备较强的鲁棒性,能满足实际应用需求。     

抗偏移行攻击盲鲁棒图像水印算法

利用区域点设计抗偏移行攻击修正方法估算偏移行数,把偏移行攻击转化成剪切攻击,从而提出一种抗偏移行攻击盲鲁棒图像水印算法。嵌入端将原始图像分割成互不重叠的子块,通过调整每个子块四列像素数值大小嵌入水印。检测端先对攻击后的含水印图像进行抗偏移行攻击修正,然后通过像素值大小比较和多数判决原则提取水印。算法具有良好的不可见性,而且实现了盲提取。算法采用抗偏移行攻击修正,在抵抗偏移行攻击上表现出较强的鲁棒性。实验结果还表明,算法在抵抗高斯低通滤波、剪切、添加椒盐噪声、添加高斯噪声常规信号处理上也表现出较强的鲁棒性。     

基于视觉感知特性的矢量地图可逆水印算法

针对二维矢量地图特定的数据结构以及水印嵌入带来的地图变形问题,提出了一种基于视觉感知特性的可逆水印算法。该算法首先基于顶点密度估计策略对矢量地图多边曲线的噪声不敏感区域进行选择;其次为使得水印嵌入带来的扰动最小,选择噪声不敏感区域顶点坐标的小数部分作为载体数据;最后依据水印嵌入阈值选择性修改整数离散余弦变换(DCT)变换后的交流分量(AC)系数值完成水印的嵌入。该水印方案在精确提取水印信息的同时可以完全无损恢复原始矢量数据,因而更加适用于矢量地图版权保护。实验结果表明,该水印方案在保证视觉不可感知的同时具有较高的嵌入容量及较强的鲁棒性。     

基于视觉感知的图像自适应半脆弱水印算法

在充分考虑图像视觉感知特性的基础上,提出一种图像自适应半脆弱水印算法.首先利用图像亮度、纹理特性确定水印嵌入比特深度;然后采用自适应LSB替换方法嵌入水印信息,水印嵌入强度依赖于载体图像特征;最后应用优化像素调整进一步提高水印透明性.实验结果表明,算法对偶然攻击有一定的鲁棒性而对恶意攻击比较敏感,且能有效识别图像攻击类...     

一种非对称鲁棒性盲水印算法

针对数字图像版权保护，提出一种非对称鲁棒性盲数字水印方法。通过将水印嵌入到最少受图像改变影响的子空间，使嵌入水印具有鲁棒性，且通过对特征子空间的选取限制，使算法具有较高的检测概率和安全性以及较低的虚警概率。同时，水印嵌入矩阵与提取矩阵不同，它可公开除密钥外的所有其它的信息，而且能实现水印盲提取。实验结果证明了该算法的鲁棒性。     

改进的基于压缩感知的鲁棒性水印算法

目的 为了提高水印算法的抗攻击能力,提出一种改进的基于压缩感知的鲁棒性水印算法。方法 为了确保嵌入的水印信息在载体中分布均匀,对彩色载体图像的R, G, B分量进行N×N不重复分块后得到Rij, Gij, Bij,按照下标值不同的原则,随机选择3个颜色分块构成嵌入块;为了提高水印的鲁棒性和检测的成功率,对水印信息采用循环嵌入的方式;详细论述水印的嵌入和提取流程,并通过仿真与其他3种算法进行实验结果对比。结果 水印提取不需要原始图像的参与,具有盲检测性,水印的循环嵌入策略极大地提高了水印鲁棒性和水印检测成功率。仿真实验结果表明,重建的水印图像具有较小的失真度,算法能够很好地抵抗一系列的几何攻击。结论 算法具有较好的鲁棒性和不可感知性,实现较简单,在版权保护及信息安全领域具有一定的参考价值。     

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。     

小波变换域互补鲁棒性视频多水印算法

数字水印是解决数字视频版权保护问题的一种有效技术手段.为了能同时抵抗几何攻击和时间域去同步攻击,本文提出了一种新的互补视频水印方案.根据视频序列的特点,沿时间轴嵌入第一个鲁棒水印,用以抵抗各种几何攻击;第二个鲁棒水印是借助静止图像水印技术在每一帧中嵌入,用以抵抗时间域去同步攻击.整个水印系统能互补地抵抗各种攻击形式,从而增强了算法的整体鲁棒性.水印的提取不需要原始视频信号.实验结果表明,该水印算法对帧丢失、帧插入等时间域去同步攻击以及几何攻击具有良好的鲁棒性.     

基于YCoCg-R颜色空间与离散余弦变换的自适应彩色图像水印算法

目的为了解决当前彩色图像水印技术的水印容量和不可感知性不佳等问题,设计基于YC_oC_g-R颜色空间和离散余弦变换的自适应图像水印算法。方法首先,将载体图像从RGB空间转换到YC_oC_g-R空间,计算Y,C_o,C_g这3个颜色分量;随后,引入离散余弦变换DCT对Y分量进行处理,获取相应的DCT系数;引入模糊聚类分析,将DCT低频系数视为局部特征,利用SVM机制对DCT低频系数进行训练分类,确定出适合嵌入水印的DCT系数;设计水印嵌入机制,将水印数据隐藏到合适的DCT低频系数中;借助可逆DCT方法,将Y分量从频域变换到空域;联合初始的C_o与C_g分量,将其变换到RGB空间,输出水印图像;最后,通过相应的水印提取方法,复原初始水印信息。结果测试数据表明,与当前水印方法相比,所提技术具有更高的不可感知性与水印容量,其水印图像的PSNR值为43.67 dB,且其允许的水印容量可超过1 bits,在多种攻击下,复原水印的质量更高,相关系数NC均超过了0.92。结论所提技术能够较好地将水印信息隐藏在载体图像中,具有较高的鲁棒性和安全性。     

基于遗传算法的半脆弱水印方法研究

提出了一种基于遗传算法的自适应半脆弱图像水印方法,该方法要求水印对常见的操作具有鲁棒性,如JPEG压缩,而对其他的一些恶意操作具有脆弱性。根据图像局部区域的类型自适应地确定了水印的嵌入强度,用GA来优化了水印的嵌入位置。仿真结果表明,方法不会影响图像的主客观质量,而且可嵌入的水印信息量大。更为重要的是,方法可以准确确定恶意攻击的位置,显示了相比于其他方法的优越性。     

脊波变换域盲数字水印方案

鲁棒性是数字水印最基本的要求之一,水印嵌入的位置和强度直接影响到水印的鲁棒性.本文提出了一种新的基于离散脊波变换(DRT)的盲水印算法,利用脊波变换对线状奇异性的稀疏表示特性,找出图像中视觉重要信息,并将水印嵌入其中,提高了水印的鲁棒性.根据图像局域脊波系数来选取水印嵌入强度,保证了水印的不可见性.水印提取不借助于原始图像,能实现盲提取.在强烈攻击的情况下,实验结果表明,此方法对JPEG压缩、滤波、噪声、裁剪等攻击具有很好的鲁棒性.