用于图像篡改定位和恢复的分层半脆弱数字水印算法

设计并实现了一种基于分层的半脆弱数字水印算法,用于图像内容完整性认证,篡改定位和恢复。在嵌入方,将水印信息嵌入到原始图像所有像素的2bit最低有效比特,其中认证水印由奇偶校验码和块与子块之间灰度平均值的比较组成;恢复水印为环面自同构映射块的平均灰度值。在检测方,采用分层思想,分3层对水印进行篡改定位和恢复。实验结果表明,该算法对局部发生的篡改可以有效地检测,精确定位并进行内容恢复,同时能够有效的抵抗矢量量化攻击。     

基于混沌置乱的分块自嵌入水印算法

针对分块自嵌入水印算法的安全性和不能有效判断图像篡改块的问题,提出一种基于混沌置乱的分块自嵌入算法.该算法将由图像块生成的水印按空间位置生成二值水印图像,利用混沌序列对其置乱加密后嵌入到图像的最低位,认证时根据设定的阈值能有效定位图像内容被篡改的图像块.实验仿真和理论分析表明,该算法在保持原算法篡改恢复效果的基础上,无论是否有水印被改变,均能有效判断图像内容被篡改的图像块,且具有更高的安全性.     

基于自适应图像块组合的无损图像认证算法

现有基于分块的无损图像认证算法在图像认证块划分方面存在不足。为此,提出一种基于自适应分块组合的无损图像认证算法。算法中的认证块由基本分块根据原图像特征和水印图像保真度要求自适应组合而成,认证信息用数字签名技术产生,以无损水印方式嵌入,同时以多次嵌入方式实现图像编号的顽健传送,利用图像编号和认证块编号防止矢量量化攻击。理论分析与实验结果表明该算法篡改定位能力强于现有无损图像认证算法,且适应性强,能抗矢量量化攻击。     

基于压缩感知的鲁棒可分离的密文域水印算法

为了满足密文域水印嵌入的需要,该文基于压缩感知技术,提出一种鲁棒可分离的密文域水印算法。首先,内容拥有者将图像进行不重叠分块,利用边缘检测手段划分重要块和非重要块。重要块用传统加密方式进行加密,非重要块用压缩感知技术进行加密,同时为水印嵌入留出一定空间,然后根据嵌入密钥,实现二值水印的密文嵌入。在接收端获取图像内容和水印的方式是可分离的,同时根据含水印的密文图像块的像素分布特性可重新判断块的属性,避免了传输块属性信息。此外,水印信息重复4次嵌入在密文图像的不同区域,保证了水印的鲁棒性。实验结果显示所提方案在抵抗适度攻击时具有鲁棒性和安全性。     

一种能区分水印或内容篡改的脆弱水印算法

针对目前脆弱水印算法大多无法区分水印被篡改还是内容被篡改的问题,本文基于多重水印技术提出了一种能区分水印或内容篡改的脆弱水印算法.该算法由子块的主要DCT系数生成恢复水印,将其嵌入到偏移子块的次低位;待恢复水印嵌入后,将恢复水印作为子块内容的一部分生成认证水印,将其嵌入到子块的最低位.理论分析和实验结果表明:本文算法在抵抗量化攻击的同时,不仅能准确定位图像内容被篡改的位置,而且能区分是水印被篡改还是图像内容被篡改,并且在一定条件下可以对内容被篡改的区域进行恢复.     

基于纹理复杂度的图像篡改定位和恢复水印算法

针对现有方法对图像纹理相关性利用不充分导致 图像块特征值选取不灵活和隐蔽性不 足的问题,提出了一种新的基于纹理复杂度和Laplacian算子的篡改定位和恢复水印算法。 算法首先将图像分成3×3的分块,分别计算各块的纹理复杂度,利用纹理复杂度对同质块进 行合并,降低水印嵌入对图像质量的影响;然后,计算母块和单独块的拉普拉斯卷积值作为 其特征值,并将母块的位置信息作为子块的特征值,新的特征值增强了对篡改的敏感性,并 减少了需嵌入的特征水印数量;最后将子块的特征值水印嵌入到母块像素最低有效位中,母 块和单独块则嵌入到其对应块的像素最低有效位中。在水印图像没有受到篡改时,水印图像 平均PSNR较现有方法提升7.83dB左右; 当受到篡改时,恢复图像质量提升1.01 dB左右。实验 结果表明,本文算法能够增强图像水印隐蔽性,提高篡改图像恢复质量,适用于版权保护和 医学图像的篡改检测。     

基于图像块分类的篡改定位和恢复水印算法

针对现有方法所提取的特征值不能灵活适应图像 的纹理变化导致被篡改图像恢复质量不高的问题, 提出一种根据图像块纹理特征进行块类型划分的篡改定位和恢复水印算法。首先把宿主图像 分3×3大小的 子块,再利用方差和Canny边缘检测算子将图像子块划分为简单块、复杂块和边缘块;然后 根据图像子块 类型,自适应地生成水印信息;最后采用Torus自同构映射方式找到水印嵌入位置,并且对 篡改区域进行恢 复时根据图像子块类型自适应的恢复。当图像遭到篡改时,采用本文算法恢复图像的平均峰 值信噪比(PSNR)较现有方 法提5.60%左右。实验表明,本文算法能够对图像纹理复杂区 域生成更精确的 恢复信息,有效提高了图像篡 改区域的恢复质量,同时降低含水印图像失真。算法适用于医学、军事和卫星等领域。     

改进PVO预测的自适应选块可逆图像水印

为了解决预测误差方法在预测精度和图像不可感 知性上的不足,提出一种基于改进PVO的自适应选块可逆图像水印算 法。首先对原始图像进行分块,并利用子块内相关像素不平均值之间的梯度计算子块 噪声级;然后结合像素值排序预测 算子得到预测误差直方图;最后根据子块噪声级自适应地选择水印的嵌入位置,并采用本 文算法进行水印嵌入。本 算法可以根据原始图像的特性自适应选择水印嵌入的子块,提高了像素预测精度,减少了水 印嵌入产生的失真;提取水印信息 后,可以无失真地恢复原始图像。实验结果表明,本文针对噪声级判断以及PVO算法的改进 策略可以有效提升可逆图像水印 算法的性能,在相同的嵌入容量下,本算法嵌入水印后的图像峰值信噪比较相关文献平均提 高了1.3%左右,具有更好的不可感知性。     

水印容量可变数字图像可恢复水印算法研究

考虑到水印嵌入容量及安全性,探究出水印容量可变的一种数字图像恢复水印算法,利用这种算法对图像特征加以提取,使容量恢复水印得以生成。图像块恢复水印以图像块中随机嵌入密钥低有效位为基础,通过对比恢复水印重构特征与图像块特征,对图像块本身真实性予以判定。变容量恢复水印应该用比特数存储图像块信息,嵌入期间还用于恢复与篡改检测,既有利于减低水印嵌入容量,又有利于算法抵抗恒均值攻击功能的提升,结果表明,数字图像恢复水印算法能够得到质量较高的恢复图像与含水印图像,具有较高拼贴攻击抵抗力。     

基于脆弱水印的图像认证算法研究

很多基于分块的图像认证算法为了提高安全性,采用大分块或者分块相关技术,因而牺牲了定位精度.通过对各种攻击的分析,提出了一种基于脆弱水印的图像认证方案.使用SHA512算法和基于背包问题的单向函数来产生水印,使用滑动窗口技术和层次结构来嵌入水印,使强加密算法在小分块上得以应用.该方案不但能够抵抗矢量量化等目前已知的各种攻击,而且能够将篡改定位到2×2大小的像素块上.理论分析和实验数据表明,该方案在保证系统安全性的同时,有效地提高了篡改定位的精度.     

面向医学图像的篡改检测双重水印算法

针对医学图像中嵌入水印信息造成的鲁棒性与透明性的不平衡问题，提出了一种面向医学图像的篡改检测双重水印算法。首先，采用Sine-Cubic混沌映射加密算法将Sine映射与Cubic映射进行线性耦合，利用得到的混沌序列对版权图像进行加密。其次，对载体图像进行小波变换，并对低频子带进行安全区域划分，根据安全区域内子块熵值将医学图像划分为感兴趣区域（ROI）和非感兴趣区域（NROI）。同时，通过提取ROI的稳定特征与加密的版权构造鲁棒的零水印。最后，将零水印嵌入医学图像NROI子块Schur分解的上三角矩阵最大系数中，同时记录嵌入水印后的最大系数用于篡改检测。实验结果表明：所提水印算法具有不可感知性、鲁棒性和安全性，同时可以准确地定位被篡改的含水印区域；与其他水印算法相比，所提双重水印算法在鲁棒性和算法效率上均有很大的提升。     

基于沃尔什-哈达玛变换和卷积编码的半脆弱水印算法

提出了一种基于沃尔什-哈达玛变换和卷积编码的半脆弱水印算法.在该算法中,对嵌入水印之前的图像进行像素块差分编码和卷积纠错编码来得到水印,并将其嵌入在沃尔什-哈达玛变换的图像能量值上;水印检测端通过检测卷积译码中产生的误码实现水印篡改定位,利用卷积译码的结果实现篡改图像的恢复.通过理论和实验分析了该算法的有效性和由此产生的误差.实验结果表明,本算法对于有损压缩具有良好的顽健性,可以精确地检测与定位篡改的图像区域,并且可以大致恢复原始图像内容.     

基于混沌与整数小波变换的脆弱盲水印

提出了一种新的脆弱盲水印生成算法用于图像完整性证明和内容篡改证明。首先将原始图像分块,对各分块进行一次整数小波变换;计算4个子带(LL,HL,LH,HH)小波系数绝对值的均值,分别映射为混沌初值,经过迭代、量化生成二值水印信息;最后将水印信息随机嵌入到4个子带中。实验结果表明,所提出的算法提高了篡改检测率,对图像的篡改具有高度敏感性和准确的篡改定位能力。水印提取为盲提取,篡改检测只用到了篡改后的水印图像。     

基于HSB与LSB的半脆弱水印算法

提出了一种能够精确定位并能恢复原图像的半脆弱数字水印算法。本算法利用LSB(最低比特位)所含水印信息大容量的特点,由于在图像篡改和水印攻击情况下HSB(最高比特位)具有相对稳定性,故利用HSB作为水印信息,利用一种新的置乱算法产生水印嵌入位置,结合混沌序列,修改该位置图像像素的LSB,完成水印的嵌入调制。实验结果表明,该算法不仅可对图像内容的恶意篡改进行精确地检测与定位,而且能够大致恢复出被篡改的原图像信息,并对原图质量的影响非常小。     

基于压缩传感的分块DCT域灰度图像水印算法

文中研究了压缩传感方法和图像水印算法,提出了一种基于压缩传感的分块余弦变换域灰度图像水印算法。该算法首先将原始二值水印图像采用压缩传感方法对其观测,从而得到观测矩阵,并将观测矩阵进行arnold置乱(阿诺德置乱)后生成待嵌入的水印图像;在嵌入水印阶段,首先将载体灰度图像进行了分块,分块的大小取决于水印图像的大小,然后将每个小分块进行二维余弦变换,计算其每个小分块中心像素的邻居(上下左右)像素均值,比较均值与对应水印像素位大小,以确定其嵌入数据,从而实现水印嵌入。为验证此算法的鲁棒性,我们进行了实验,实验表明该算法能承受一定的裁剪攻击。     

一种用于信息注释和鉴别的二值图像水印算法

针对二值图像应用,提出了一种适用于信息注释和鉴别的分块二值图像水印新算法.算法的计算量较小而嵌入容量较大,通过对可用分块的像素模式划分优先级,提供了水印嵌入容量和图像质量间平衡的手段.水印提取不需原图像,但需提供嵌入位置的信息.     

基于自适应半脆弱水印的图像篡改检测方案

为保护数字图像版权和检测恶意篡改,实现高精度篡改定位,在充分挖掘图像特性的基础上,设计一种基于自适应半脆弱水印技术的图像篡改检测算法。算法根据感知特性将水印自适应嵌入到图像LSBs中,利用多数原则恢复水印信号,结合数学形态学滤波进行篡改检测与定位。仿真实验证实了该方案的有效性,在抵抗通常的内容保持攻击操作的同时,能实现精准篡改检测与定位。     

多功能双水印算法

该文针对单水印算法往往存在功能单一的问题,利用奇异值的稳定性,提出一种多功能双水印算法。先在图像分块的奇异值上嵌入鲁棒水印,然后在含鲁棒水印图像的空域LSB嵌入脆弱水印,并设计了判别恶意篡改和无意篡改的准则。实验不仅考察鲁棒水印抵抗攻击的鲁棒性,而且还考察脆弱水印对鲁棒性的影响和篡改检测与定位的能力。实验结果表明:鲁棒水印具备很强的抗攻击鲁棒性;脆弱水印对篡改敏感,而且篡改定位精确。因此算法具备版权保护和内容认证双重功能。     

基于奇偶校验的块误差分散半调水印算法

提出了一种顽健的半调水印算法。算法通过比较像素块的均值和一个图像自相关阈值的大小确定像素块的奇偶性,利用噪声平衡块误差分散方法调整像素块的奇偶性实现水印嵌入。通过像素块的奇偶性和投票策略来实现水印的盲提取。实验结果表明,与同类算法相比,提出算法能够获得较高且灵活的水印率,并能从被攻击的嵌水印图像直接提取水印,无需将其先转化成半调图,同时能够很好地抵抗各种常见攻击以及不同型号设备的打印—扫描攻击。     

基于排序和去噪的广义差值扩展可逆水印

针对可逆水印中常用的位置图的两点不足:占用大量空间和压缩处理成本高,提出了一种不使用位置图的大容量可逆水印算法.首先将宿主图像分块;然后计算每个像素块的平滑度近似值,该值在水印信息嵌入前后保持不变;依据平滑度近似值对像素块进行稳定的升序排序;最后,根据信息隐藏量的大小,按照排序选取适当数量的像素块,滤除像素块中的差值噪声,利用广义差值扩展嵌入水印.实验结果表明在相同PNSR下,该算法的信息隐藏量高于同类算法.