双层差值扩展可逆数字水印算法

传统的差值扩展可逆数字水印算法通过将图像相邻像素对的差值进行扩展来嵌入1b水印,最大嵌入率为0.5bpp.其不足之处在于低嵌入率和高嵌入失真.为提高嵌入率,差值扩展算法需进行多次嵌入,由于无法有效地利用像素间的相关性,从而带来较大的嵌入失真.为了提高嵌入性能提出一种新的双层差值扩展嵌入可逆数字水印算法,通过分析差值扩展对像素对的修改规律,对第1层嵌入和第2层嵌入分别采用不同的像素对构建方式,更好地利了像素的相关性,并进一步利用像素块的均值作为预测器优先选择平滑像素对用于嵌入,使得在超过0.5bpp的嵌入率时仍可保持较高的峰值信噪比.仿真实验结果表明:所提出的算法在提高水印嵌入容量的同时可有效减少图像的失真.     

利用差值扩展进行可逆数据隐藏的新算法

基于整数哈尔(Haar)小波变换,提出一种新的利用横向和纵向差值图像进行扩展嵌入的数据隐藏算法。传统的差值嵌入技术最大的缺点是在第二重嵌入开始之前图像的质量已经遭到破坏,原因是前一重嵌入用到了很大的差值。针对这个问题,该方法动态地把负载分配到两个正交方向上的图像进行嵌入。尽量使这两个方向上用于嵌入的差值属于同一个幅值范围。与其他算法相比,本算法在同等嵌入率下可取得更好的图像质量。     

基于可逆整数变换的无损水印新算法

无损(也叫可逆)水印主要用于数据(如图象)的完整性认证,其特点之一是当加水印图象没有被修改时,所嵌入的水印可以完整地从加水印图象中去除,从而可以在接收端无损地恢复出原始图象。本文提出一种新的基于可逆整数变换的无损水印算法,利用整数变换后图象象素对均值和差值之间所存在的冗余,嵌入认证信息。文献中已有的方法只利用了差值冗余,而我们的算法则进一步考虑了均值和差值的相关性。利用算术编码压缩由二者所得的相关位流,可以获得较大的存储空间和较高的加水印图象质量。     

基于采样预测和差值变换的医学图像可逆水印算法

针对远程诊疗应用场景下医学图像传输的安全性问题,提出一种基于采样预测差值变换的医学图像可逆水印算法.首先对图像进行采样并预测得到相邻子样图像的像素值;然后计算得到子样图像间的像素差值,通过调整差值嵌入水印信息并形成水印图像.接收端在水印图像没有遭到篡改情况下能正确提取出水印信息并且无失真地还原原始图像.算法充分利用图像子样像素之间的高相关性,提高了嵌入容量;另外,算法具有较好的图像质量和运行效率,实验结果证明了算法的优越性.     

基于差值扩大的2维工程图可逆水印算法

针对2维工程图版权保护问题,提出了一种基于差值扩大法的2维工程图的水印嵌入算法。该算法对差值扩大法进行改进解决了工程图线段顶点坐标值相关性差的问题,通过修改线段端点的坐标值来嵌入水印信息。由于修改量非常小,不会产生视觉冗余。提取时可以精确地恢复原始工程图,满足了工程图加工精度高的要求,并且实现了盲提取。实验结果表明该算法达到了较好的效果,并且易于实现,适用于工程图的版权保护领域。     

基于多尺度分解与预测误差扩展的可逆图像水印算法

针对现有可逆图像水印算法中嵌入量与图像视觉质量之间的矛盾,提出了一种基于多尺度分解与预测误差扩展的可逆图像水印算法。首先,对原始图像进行多尺度分解,将其分解为同质块和非同质块;其次,通过对同质块进行预测误差扩展来嵌入水印信息;最后,通过计算非同质块信息熵,根据嵌入水印信息量选择合适的非同质块,通过对选取的非同质块进行整数小波变换,在中高频中嵌入剩余水印信息。实验结果表明,该算法易于实现且完全可逆,能有效提高水印嵌入量,具有较高的视觉质量。     

基于线性空间隐藏模型的可逆图像水印算法

提出一种基于线性空间隐藏模型的可逆图像水印算法.通 过对原始图像载体互不重叠的划分形成图像块序列,对其进行整数小波变换,获取待嵌水印子带.根据0/1水印序列和线性空间隐藏模型,将水印不可感知地嵌入到图像的小波域中,提高水印鲁棒性和不可见性. 只需判断奇偶性提取水印,并且通过简单逆向平移恢复原始.线性空间隐藏模型的提出实现了水印间相互独立,从而 使该算法能扩展到多著作权的无损水印领域.投票原则的使用又进一步提高水印的 鲁棒性和降低了误检率.在无外界干扰的条件下,拥有密 钥和其他秘密参数的用户能够无损恢复原始图像.仿真实验表明,与相关工作比较该算 法能应对一定程度的有损压缩和高斯噪声攻击,表现出 较高的鲁棒性、安全性和不可见性.     

SVG矢量图的大容量可逆水印算法

在差值扩展和差值平移算法的基础上提出了一种针对SVG矢量图的大容量可逆水印算法。原本不能嵌入水印的差值平移顶点对在进行平移后,对差值最低位的后一位添加水印,而且不需要记录原始数据信息即可在提取水印后恢复原始数据。由于充分利用矢量图的每对顶点,大大提高可逆水印容量。     

结合均值调整整数变换的迭代自适应可逆图像水印算法

现有的均值调整整数变换可逆水印算法的阈值需人工选择,位置图生成策略不完备可能导致压缩后位置图数据过大,对嵌入矢量强制划分可能导致容量足够却无法嵌入。针对以上问题,提出一种结合均值调整整数变换的迭代自适应可逆图像水印算法。首先,根据负载数据大小以及整数矢量对峰值信噪比(PSNR)的影响,采用迭代自适应算法选择调整平移量以达到水印嵌入容量和嵌入载体视觉质量的平衡;然后,结合邻近像素值相近原则给出了完备位置图生成策略以提高位置图压缩性能;最后,采用分层有序嵌入策略将负载数据依次嵌入到最低、次低和第3低有效位以避免容量足够却无法嵌入的情况。实验结果表明,与传统均值调整整数变换可逆水印算法相比,所提算法无需预先设定阈值,但依然能保持大的嵌入容量,嵌入水印后掩体视觉质量更优,位置图生成策略性能优于传统均值调整整数变换可逆水印算法生成策略且压缩后的位置图数据更小,从而间接提高了嵌入容量,在实验样例上相对于比较算法,PSNR平均提高14.4%。     

采用复合整数变换差值扩大法的矢量地图可逆水印算法

现有的二维矢量地图可逆水印算法没有充分考虑原始地图的形状特征,其有效信息嵌入率较低,水印嵌入带来的失真较大,为此提出一种有效的二维矢量地图可逆水印算法.该算法考虑二维矢量地图的结构特点和形状特征,利用矢量地图曲线和曲面坐标序列固有的分段单调性来构造多维向量;对多维向量实施复合差值扩大可逆变换,将水印嵌入引入的误差由多个数据点共同承担,使得每个数据点所承受的误差更均匀,避免了在矢量地图单调转折区因水印嵌入带来较大的失真,使矢量地图能承载更多的有效信息;通过设定矢量地图的误差容限来保证精度,可有效地控制信息的嵌入大小.理论分析和实验结果表明,该算法具有较好的透明性和较高的有效信息载荷,可用于矢量地图认证和隐秘通信等领域.     

1 bit/pixel嵌入率的差扩展可逆水印方案

提出了一种新的基于差扩展的可逆水印方案,此方案在一次嵌入过程中能实现1bpp的嵌入率。该方法需借助一个位置图来标示在嵌入过程中用于差扩展的像素对位置,对位置图进行无损压缩,并把压缩后的位置图作为嵌入数据的一部份嵌入到原始图像中,因此,通过改变位置图中"0","1"分布从而能高效压缩位置图,最终获得较高的嵌入容量。实验结果证明该方法的性能优于已存可逆水印算法的性能。     

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。     

基于差值域直方图平移的密文可逆水印算法

为了满足密文域水印可逆嵌入的需要,利用一种直方图平移与同态加密相结合的技术,提出了一种新颖的差值域直方图平移密文图像可逆水印算法.该算法可以在没有原始图像信息的情况下直接对密文域图像嵌入水印,即实现原始图像—加密—水印嵌入的过程,从而简化了传统算法中原始图像—加密—解密—水印嵌入—加密的冗余过程.仿真实验表明,该算法可以在图像失真度很低的情况下,有效提高嵌入容量,而且水印完全提取,图像无失真恢复.实验效果明显好于其他算法.     

基于奇异值分解的双重变换域图像水印算法

提出了一种基于奇异值分解的离散小波和离散余弦双重变换域数字图像水印算法。仿真结果表明,该算法不仅具有较好的水印不可见性,而且对常规攻击和几何攻击都具有较好的鲁棒性,且该算法采用灰度图像作为水印,增加了嵌入的信息量,在版权保护方面具有一定的应用价值。     

Genetic algorithm and difference expansion based reversible watermarking for relational databases

In this paper, we present a new robust and reversible watermarking approach for the protection of relational databases. Our approach is based on the idea of difference expansion and utilizes genetic algorithm (GA) to improve watermark capacity and reduce distortion. The proposed approach is reversible and therefore, distortion introduced after watermark insertion can be fully restored. Using GA, different attributes are explored to meet the optimal criteria rather than selecting less effective attributes for watermark insertion. Checking only the distortion tolerance of two attributes for a selected tuple may not be useful for watermark capacity and distortion therefore, distortion tolerance of different attributes are explored. Distortion caused by difference expansion can help an attacker to predict watermarked attribute. Thus, we have incorporated tuple and attribute-wise distortion in the fitness function of GA, making it tough for an attacker to predict watermarked attribute. From experimental analysis, it is concluded that the proposed technique provides improved capacity and reduced distortion compared to existing approaches. Problem of false positives and change in attribute order at detection side is also resolved. Additionally, the proposed technique is resilient against a wide range of attacks such as addition, deletion, sorting, bit flipping, tuple-wise-multifaceted, attribute-wise-multifaceted, and additive attacks.     

DPCM与EZW混合编码在医学图像中的应用研究

现代医疗成像设备产生了大量高价值的医学图像,如何对信息进行有效的存储、查询以及网络传输是一个亟待解决的问题。利用整数小波变换和零树编码算法对医学图像进行了压缩研究,在对嵌入零树小波编码（Embedded Zero-tree Wavelet,EZW）算法研究的基础上提出一种基于小波系数的嵌人零树小波编码算法。其主要包括：对小波图像的低频子带（LL）进行单独DPCM编码;对高频子带改变扫描方式以获得最佳编码排序,最后用游程编码（RLE）实现输出。实验结果表明,该方法是一种比较有效的编码方法。     

图像拟仿射变换的DWT水印算法

提出一种图像拟仿射变换的DWT水印算法。该算法对水印图像的预处理采用有限整数域上的拟仿射变换,拟仿射变换有较好的置乱效果及较大的置乱周期,从图像信息加密的安全性角度来看,它优于Arnold等常见的几何置乱变换,利用混沌序列提取原始图像的若干块组成子图像,并对子图像进行三次小波变换,将加密图像嵌入到子图像中,并将子图像还原到原始图像的相应位置。实现了水印的透明性和鲁棒性。仿真实验结果表明,算法对常见的图像攻击具有较强的鲁棒性和稳健性。     

基于Laplacian残差扩展的可逆嵌入算法

近年来国际上对无损数字水印的研究十分关注,嵌入了水印的数字图像在水印被提出以后可以无损地恢复出其原始图数据。提出了一种基于Laplacian残差扩展的无损数字水印算法,能够简单、高效地实现数字图像的可逆数据嵌入与提取。在嵌入容量和嵌入后的图像质量上得到了较为理想的结果,而且实现了数据嵌入的嵌入与数据的提取不对称,在不暴露图像的原始信息的情况下仍然能够正确地提取嵌入基中的数据,非常适用于一些保密性要求较强的环境。     

基于模式特征的H.264/AVC可逆视频水印

目的 针对当前可逆视频水印隐蔽性和篡改定位能力不足问题,提出一种新颖的基于帧内预测模式的可逆视频水印算法。方法 首先,深入分析I帧亮度分量的预测模式对不同类型篡改的敏感性,提取每个帧内编码宏块的预测模式,通过预测模式生成特征码。然后,结合H.264/AVC编码特性和误差补偿算法,在每个亮度4×4残差块中筛选出误差最小系数。最后,运用差值扩展的方法将特征信息作为水印可逆的嵌入到所选系数。结果 在含水印视频未受到篡改时,解码端提取水印后可对原始视频进行无损恢复。当视频受到篡改时,算法能精确定位篡改区域并且篡改定位精度达到4×4子块级。由于水印嵌入在误差最小的系数中,能够有效地降低水印嵌入对于视频质量的影响,嵌入水印后图像的PSNR值比现有的基于H.264/AVC可逆水印方案平均提高10%,测试序列的码率增量平均降低了22%左右。结论 本文算法较现有算法具有更好的嵌入率、隐蔽性、篡改检测精度, 适用于医学、军事、卫星等领域。