Authentication and recovery of images using multiple watermarks

A novel wavelet domain based semi-fragile watermarking scheme is presented for securing digital content and to concisely determine the regions where the integrity fails. In addition, another watermark is embedded to perform self-recovery in case of malicious attack. The security weaknesses of the traditional block-based approaches are circumvented by correlating the watermark bits with wavelet coefficients of the approximation subband of the host image. Semi-fragility exhibits robustness to JPEG compression, while recovery attribute makes the scheme suitable for video surveillance and remote sensing applications. Experimental investigations are performed to evaluate the performance of the proposed multiple semi-fragile watermarks and shows the suitability of the proposed approach for accurate authentication and recovery based applications.     

BCH coding and intelligent watermark embedding: Employing both frequency and strength selection

This paper presents a novel approach of adaptive visual tuning of a watermark in Discrete Cosine Transform (DCT) domain. The proposed approach intelligently selects appropriate frequency bands as well as optimal strength of alteration. Genetic Programming (GP) is applied to structure the watermark by exploiting both the characteristics of human visual system and information pertaining to a cascade of conceivable attacks. The developed visual tuning expressions are dependent on frequency and luminance sensitivities, and contrast masking. To further enhance robustness, spread spectrum based watermarking and Bose–Chadhuri–Hocquenghem (BCH) coding is employed. The combination of spread spectrum sequence, BCH coding and GP based non-linear structuring makes it extremely difficult for an attacker to gain information about the secret knowledge of the watermarking system. Experimental results show the superiority of the proposed approach against the existing approaches. Especially, the margin of improvement in robustness will be of high importance in medical and context aware related applications of watermarking.     

基于多变换域的彩色图像多功能水印算法

针对单水印存在功能单一的问题,提出一种基于离散小波变换（DWT）和四元数离散余弦变换（QDCT）的彩色图像多功能水印算法。首先,将彩色图像分通道置乱后进行DWT,选择低、中频子带作分块QDCT,利用部分实数系数构造系数矩阵,鲁棒性水印通过加法原则嵌入该系数矩阵的奇异值中;然后,将图像进行2×2分块的QDCT,特征脆弱水印利用QDCT的低频模值系数产生,并嵌入空域最低有效位（LSB）。实验结果表明,鲁棒性水印具有良好的抗JPEG压缩、噪声、对比度调节、剪切、旋转以及混合攻击的能力,脆弱水印对篡改敏感且具有精确的篡改定位功能。     

基于离散小波变换和离散余弦变换域的扩频水印盲提取算法

针对扩频水印的盲提取问题,提出了一种在数字音频中扩频水印的盲提取算法。算法将扩频后的水印信息隐藏在音频文件小波分解的低频系数再做离散余弦变换(DCT)后的第5个系数中。提取时在扩频序列及其长度均未知的情况下,采用二次谱和奇异值分解(SVD)的方法对嵌入时使用的扩频参数进行估计,实现了数字音频中扩频水印的盲提取。仿真实验表明,所提算法在未知扩频参数的情况下能提取出归一化系数(NC)为1的水印图像并且水印的鲁棒性也很强,在加噪、低通滤波等攻击下估计出的扩频序列正确率能达到90%以上,恢复出的水印图像清晰可见,归一化系数都在0.98以上。     

基于IWT和HVS的彩色图像盲水印算法

针对目前大多数图像水印技术是关于灰度图像并且基于离散小波变换的研究,提出了一种基于整型小波变换（Integer Wavelet Transform,IWT）将彩色数字水印嵌入到彩色宿主图像中的算法。采用YCbCr色彩空间的Y分量嵌入水印,利用人类视觉系统特性（Human Visual System,HVS）实现彩色水印嵌入位置的自适应确定;彩色水印的提取不需要原始水印和原始宿主图像。实验证明,嵌入水印后的图像具有很好的不易觉察性,并且对常见的图像处理操作具有很强的鲁棒性。     

基于人类视觉系统和离散小波变换的彩色图像水印

为了扩大数字水印的适用范围,提出一种基于人类视觉系统（HVS）和离散小波变换(DWT)的彩色图像数字水印算法。首先利用混沌加密算法把一个有意义的二值图像加密成水印;然后将彩色图像从RGB色彩空间转换到YCbCr空间,提取Y分量,对Y分量进行一级离散小波变换;最后求出低频分量LL1的视觉掩蔽值,根据视觉掩蔽值,将水印嵌入到彩色图像的Y分量的低频小波系数域上。实验结果表明,该算法具有较好的不可见性和鲁棒性。与以往的基于YCbCr颜色空间的算法相比,该算法具有更好的不可见性和鲁棒性。     

基于离散小波变换和感知哈希的加密医学图像检索算法

针对加密存储在云服务器的医学图像安全检索问题,提出基于离散小波变换（DWT）和感知哈希的加密医学图像检索算法。首先结合Henon映射的特点对图像进行频域加密运算;然后,对加密医学图像进行小波分解,得到逼近原图的子图;其次,根据离散余弦变换（DCT）的特性,通过比较DCT各系数与系数均值的关系得到图像的感知哈希序列;最后通过比较感知哈希序列之间的归一化相关系数来实现对加密医学图像检索。与基于非负矩阵分解（NMF）的哈希算法相比,所提算法在高斯噪声下检索精度提高了近40%,且在JPEG压缩攻击、中值滤波攻击、缩放攻击和扭曲攻击下检索精度与之相差无几。实验结果表明,所提算法对于常规攻击和几何攻击具有较好的鲁棒性,同时降低了图像加密的时间复杂度。     

运用DWT和ORB的图像篡改检测方法

针对数字图像常见的区域复制篡改方式和实时特征提取要求,结合离散小波变换（DWT）和ORB特征提取算法,提出了一种高效的数字图像区域复制篡改检测方法。该方法首先使用DWT将图像分解为LL、LH、HL、HH四部分;然后将ORB算法作用于LL部分,提取关键点,构建二进制描述向量rBRIEF;最后使用汉明距离匹配相似关键点,达到检测图像篡改的目的。通过实验结果证明,该方法不仅可以有效地检测出区域复制篡改图像,同时对平移、旋转、噪音和综合攻击后的篡改图像具备一定的鲁棒性,且与SIFT等算法相比具有更短的检测时间和更少的存储空间。     

复小波域层内层间相关性图像去噪方法

提出了双树复小波变换域尺度内和尺度间复系数相关性图像去噪新方法。该方法利用双树复小波变换的多方向性和平移不变性对图像进行多尺度分解,采用邻域复系数微分窗对其高频方向子图进行尺度内复系数相关性建模,并按最小错误率贝叶斯决策规则进行分类和状态标识;再把复系数尺度内状态标识与复小波域隐马尔可夫树相结合,从而实现降噪功能。实验结果表明,该方法在峰值信噪比指标上优于传统的滤波方法,能有效地抑制噪声的同时,对图像边缘具有较好的保护能力。