傅里叶变换全息加密数字水印解密实验研究

在理论分析傅里叶变换加密全息水印技术的基础上,通过MATLAB软件对加密全息水印的生成和提取进行了模拟仿真,验证了加密全息水印技术的安全性。通过搭建的光学解密再现系统,对经过计算机滤波处理后的含水印载体图像进行了光学解密再现,结果表明,无需原始载体图像的参与,通过正确的密匙就可以提取出原始水印图像,验证了加密全息水印技术的抗攻击性。对不同嵌入强度、位压缩、剪切、嵌入白噪声的载体图像进行了解密实验,计算其PSNR,得到了PSNR>20,即加密全息水印具有较强的抗低通滤波、噪声、剪切性能,具有较强的鲁棒性。傅里叶变换加密全息水印解密光学系统相对于计算机仿真系统,具有高并行性、高处理速度、高信息维度、便捷性等优点,可用于进行版权保护。     

一种基于混沌映射的鲁棒性图形水印算法

提出了一种基于混沌映射的DCT域数字图像水印算法。将含有特定信息的二值序列作为原始水印,利用混沌密码对其进行加密,并在嵌入时再利用混沌映射将水印信息嵌入原始图像的DCT域,使得水印方案具有双重安全性。由于在水印检测时不需要原始图像的参与,该算法实现了水印的盲检测。实验结果表明,用该算法嵌入的水印信息具有不可见性,其对常见的图像处理如JPEG压缩、噪声、滤波以及剪切等具有良好的鲁棒性。     

基于图像校正的抗几何变换全息水印算法

目的提出了一种基于图像校正的抗几何变换全息水印算法。方法在水印嵌入时,将原始二值水印图像,利用共轭对称延拓傅里叶计算全息方法生成全息水印,并嵌入在原始图像小波变换的对角线高频系数中,逆变换得到含水印图像。在含水印图像的DFT域中嵌入模版信息,在水印提取时,首先利用模版信息对图像进行校正,然后提取水印信息。结果该算法保留了全息水印的优良特性,结合了模版匹配校正技术,可以有效抵抗滤波、噪声、裁切、JPEG压缩、旋转、等比例缩放及其组合攻击。结论该算法在实际应用中能有效抵抗几何攻击,可以应用于数字图像的版权保护中。     

基于人眼视觉特性的包装印刷图像水印技术研究

结合图像DCT特征和Dally拟合的HVS模型,提出了一种适合包装印刷图像的水印方案。编程仿真实验结果表明,嵌入水印后的图像与源图像几乎一样,提取的水印与原始水印几乎相同,人眼无法分辨;对含水印的图像进行了压缩和剪切攻击测试,结果表明嵌入的水印具有较好的鲁棒性和透明性;从嵌入方案上看,嵌入的水印具有不可预测性。并对含水印图像进行了抗打印和扫描攻击测试,结果表明提出的水印方案在一定的误差范围内能够检测出包装印刷品的真伪。综合实验结果表明,提出的水印方案是一种较好的、适合于包装印刷品防伪的水印技术方案。     

抗几何形变全息水印防伪技术

目的为了提高水印的抗几何攻击能力,以DCT(余弦变换)变换生产全息水印,并通过DCT嵌入宿主图像的中频区域,结合Randon变换技术,使得水印拥有良好的抗裁切和几何形变性能。方法首先,根据FFT(傅里叶变换)和DCT全息的成像特点介绍全息水印。然后,通过计算机系统将原始图像与参考光干涉,生成全息图像后经DCT变换,利用DCT嵌入到宿主图像的Y通道中。最后,结合Randon变换算法检测扫描图像倾斜角度。结果以嵌入强度a为0.4嵌入打印扫描后,含水印图像的PSNR值达到39.53,提取水印SSIM达到0.783。嵌入水印有很强的不可见性,提取水印清晰,嵌入量较大,有一定的鲁棒性。结论该算法能够快速、准确地从受到旋转、滤波、噪声、裁切和几何形变等攻击的宿主图像中提取水印。     

基于傅里叶变换域全息数字水印算法研究

通过模拟傅里叶变换加密全息水印的生成对水印信息进行了预处理,并通过模拟加密全息水印的重建水印算法对水印信息进行了重建,保证了水印的安全性。在DCT 和DWT 相结合的变换域中,嵌入水印及在均匀颜色空间CIELab 的亮度分量L 中嵌入水印,使水印的不可见性较好,该算法利用全息加密对裁切攻击有较好的鲁棒性,且属于盲提取水印技术。实验结果表明,嵌入水印的图像能够满足人眼视觉的要求,同时也满足客观评价标准,而且重建的水印图像较清晰,能够精确判断图像的真伪。     

一种奇异值分解数字水印算法的研究

提出了一种可用于印刷品防伪的数字水印算法。将二值条码作为水印,嵌入到原始图像的奇异值分解的S分量。结合人类视觉系统（HVS）的视觉掩蔽特性,根据图像的块均匀度决定水印嵌入的强度,使嵌入的水印强度能够自适应于原始图像。水印提取时,利用Radon变换对待检测图像进行校正,并且根据二值条码的特性对提取出的水印图像进行了修正。实验结果表明,算法对一些常见的图像处理和几何攻击具有良好的鲁棒性。     

一种抗旋转的全息水印算法

为了找到一种能够抵抗旋转攻击的安全的水印算法,综合分析了常见的水印算法后,发现离散小波变换、离散余弦变换、奇异值分解的变换域水印能够较好地满足抗旋转攻击的需求。对水印图像进行了双随机相位全息加密,通过密钥保障水印的安全性,把加密的水印嵌入到变换域中。设计了试验,研究了含有水印的图像在平移、缩放、旋转、中值滤波、高斯噪声、椒盐噪声和压缩攻击下提取水印质量的影响。实验结果表明,水印能够抵抗常见的几何攻击,特别是旋转攻击,对常见的噪声压缩攻击同样有很好的效果。基于变换域的全息水印算法具有很好的鲁棒性,能够抵抗常见的几何攻击,具有很好的安全性,没有密钥不能对水印进行检测和去除。     

一种基于Bandelet域变换的水印算法

在小波变换的基础上提出了Bandelet变换,可有效地处理高维直线或超平面奇异性问题是该变换的一个特点。基本思路为:采取Bandelet变换对原始图像和水印图像分别进行处理,然后排序迭加相应的Bandelet系数并嵌入水印信息,最后用Bandelet逆变换处理嵌入水印后的图像,继而得到嵌入水印后的图像。相关仿真实验证明,该算法对JPEG压缩、噪声、平滑滤波、剪切等图像失真处理方面具有较强的鲁棒性。     

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。     

气流场ESPI载频条纹图的消噪处理与相位提取方法

为拓展ESPI方法在流动可视化测量技术中的应用,对气流场ESPI载频条纹图进行了傅立叶变换、数字全低通滤波,和傅立叶逆变换的处理以消除散斑噪声,并直接将其替换为原散斑相关条纹图,进而成为保留了流场信息的高对比度、低噪声的灰度条纹图,便于提取原散斑图中流动相位信息。根据模拟数据确定了由这两种条纹图互换所引起的空间相移量和相应流场测量中的修正量。提出了用灰度扫描法对互换后的条纹图进行一维灰度扫描,由灰度计算得出气流扰动的一维相位差分布和流场一维温度分布;同时也用FTP法对该图进行了二维相位展开和温度分布计算,亦可对多帧条纹图进行时间轴上的逐点相位提取以计算其他流场参数。结果表明,计算数据与实测符合,方法简单易行,为在气流场参数测量中应用动态ESPI方法提供了一种实用有效的方法。     

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。     

变换域加密全息水印算法

提出了一种基于DCT-DWT的彩色图像全息水印算法。为了保证水印信息的安全性,该算法首先对水印信息进行双随机相位调制,并生成水印全息图;其次,将载体图像在Lab空间内的L分量进行4×4分块,对每一分块进行DCT变换,抽取每个矩阵的中低频系数,组成一个新的矩阵,并对之进行小波分解,将水印全息图嵌入到它的中低频小波系数上。实验结果表明,基于DCT-DWT变换的水印算法具有较好的不可见性,对常见的攻击具有强鲁棒性。     

改进的基于 QR 码的数字全息水印

目的提出改进的基于快速响应矩阵码(QR码)的数字全息水印。方法利用加密傅里叶全息技术对QR码进行加密并生成全息图,在标准颜色空间下,抽取彩色载体图像的L分量进行二级小波分解,将全息图嵌入到其分解后的低频系数中,以实现水印信息的隐藏。为提高QR码译码成功率,对提取后的水印进行十字型中值滤波处理。结论 QR码水印能够保存完整的水印信息,比普通图像水印鲁棒性强,且相比于其他基于QR码的数字全息水印算法具有更强的鲁棒性。     

基于QR码与混沌加密的Contourlet域彩色图像盲水印算法

目的针对现行数字水印算法中抗几何攻击能力弱以及嵌入水印信息容量差的问题,提出一种Contourlet变换下QR码与混沌加密相结合的彩色图像水印算法。方法采用QR码作为水印图像,利用Logistic混沌序列对其进行加密,再将加密的水印图像嵌入到二级Contourlet变换的低通子带中,利用系数间的大小关系,修改系数完成水印嵌入与提取。结果通过实验结果可知,水印的嵌入对载体图像影响较小,PSNR值高达42.764,经过旋转、剪切及常规攻击后,提取出的水印均可正确解码。结论该算法具有良好的安全性、不可见性,对于各类攻击具有较优的鲁棒性。水印信息容量高于普通图像,水印提取方式为盲提取,能够更好地满足各类数字作品版权保护的实际需要。     

强鲁棒性全息水印算法

提出了一种强鲁棒性变换域全息水印算法。首先将RGB模式彩色载体图像分离通道,分块后运用DCT转换到变换域,将奇异值分解与傅里叶全息技术结合起来,改善了传统全息水印抗滤波差及不可旋转的缺点。计算机仿真结果表明:该算法能够满足人眼对含水印图像的质量要求,重建的水印与原水印图像相似度高;该算法能够抵抗常见的多种攻击并兼顾了水印安全性与不可见性,在版权保护与信息隐藏的实际应用中具有重要意义。