A Robust Image Watermarking Scheme Using Z-Transform,Discrete Wavelet Transform and Bidiagonal Singular Value Decomposition

Watermarking is a widely used solution to the problems of authentication and copyright protection of digital media especially for images, videos, and audio data. Chaos is one of the emerging techniques adopted in image watermarking schemes due to its intrinsic cryptographic properties. This paper proposes a new chaotic hybrid watermarking method combining Discrete Wavelet Transform (DWT), Z-transform (ZT) and Bidiagonal Singular Value Decomposition (BSVD). The original image is decomposed into 3-level DWT, and then, ZT is applied on the HH3 and HL3 sub-bands. The watermark image is encrypted using Arnold Cat Map. BSVD for the watermark and transformed original image were computed, and the watermark was embedded by modifying singular values of the host image with the singular values of the watermark image. Robustness of the proposed scheme was examined using standard test images and assessed against common signal processing and geometric attacks. Experiments indicated that the proposed method is transparent and highly robust.     

基于关系的提升小波变换域自适应水印方案

目的为了提高嵌入水印后图像的不可感知性和抵抗攻击的能力,提出一种新的基于关系的提升小波变换域自适应图像水印算法。方法先对水印信号进行预处理以增强水印信号的安全性,然后对载体图像进行互不重叠的分块并对每一分块进行二级提升小波变换,其次根据选定的阈值、每一分块选定的系数差值的绝对值及每一分块的亮度和纹理掩蔽特性,自适应地调整选定的一对系数的大小关系以嵌入水印信号,最后进行提升小波逆变换得到嵌入水印后的图像。提取水印时,不需要原始载体图像的参与。结果大量的仿真实验表明,该算法具有较好的不可感知性,对常规的信号处理和部分Adobe Photoshop CS6软件处理也具有较强的鲁棒性。与相似的水印技术相比,该算法具有更好的抗攻击性能。结论提出的算法能满足图像版权保护应用的需要。     

分形与小波相结合的鲁棒性数字水印算法

为了提高图像水印算法的鲁棒性,提出了一种分形与小波相结合的鲁棒性数字水印算法。该算法按密钥把水印信息转化为自相似分形图;对宿主图像进行离散Haar小波变换,然后将分形后的二值水印图像嵌入到Haar小波低频子带。仿真实验证明,该算法对噪声J、PEG压缩、剪切、平滑滤波等图像失真处理,均具有很好的鲁棒性。     

基于二值离散运算的自适应数字图像水印算法

论文提出了一种在小波变换域内基于二值离散运算的自适应数字图像水印算法.算法利用人眼视觉掩盖特性,根据要嵌入的伪随机数水印长度自适应地选择原始图像小波逼近子图中纹理信息丰富的图像子块,通过对这些图像子块系数的二值离散修改实现水印的嵌入,水印检测无需原始图像.由于水印的嵌入与检测是基于二值离散运算,所嵌入的水印具有很理想的鲁棒性,能免疫于常规图像处理方法的有限攻击.同时,嵌入的水印具有理想的隐蔽效果,完全满足水印不可觉察性要求.     

基于QR码和DWT-SVD分解的双水印算法

目的为了进一步提高水印的鲁棒性和保护性,文中提出一种基于QR码和DWT-SVD分解的双重水印方案。方法将次级水印的奇异值嵌入主水印经一级离散小波变换后低频系数的奇异值中,再将含有次级水印信息的主水印奇异值嵌入主图像的二级小波变换后低频系数的奇异值中。结果经仿真实验发现,文中算法的主水印和次级水印PSNR值可达66 dB和60 dB,并对于高斯噪声、JPEG压缩、JPEG2000压缩、旋转攻击、对比度增强以及缩放攻击有一定的鲁棒性,攻击后提取的水印相关系数接近于1。结论算法属于非盲水印,在多种攻击情况下都能检测到次要水印,但有时候主水印会严重失真。     

抗亮度调整攻击的小波域图像数字水印方法

现有的许多小波变换域图像数字水印方法无法抵抗亮度调整攻击,为此,本丈提出了一个抗亮度调整攻击的小波变换域图像数字水印新方法.该方法在原始图像小波变换域的低频系数中嵌入水印,而在含水印图像小波变换域低频系数抗亮度调整修正后的值中提取水印.该方法简单、快速、有效,在提取水印时无需原始图像.实验结果表明:该方法具有很好的水印透明性,对亮度调整攻击非常稳健,并且对常见的其他图像处理攻击(如重采样、颜色抖动、平滑、加噪声和有损压缩等)具有很强的稳健性.     

一种新的DWT域彩色图像数字水印算法及其实现

提出了一种基于DWT域的彩色图像数字水印算法,选取离散小波变换的中低频系数进行了水印的嵌入。选择了一种具有实际意义的二值图像作为水印图像,然后根据水印图像的不同值,在中频系数的不同方向上,改变系数2次嵌入了数字水印,以提高其鲁棒性。实验结果表明:该算法具有很好的隐蔽特性,并且对椒盐噪声、高斯噪声、中值滤波、图像旋转、图像缩放和JPEG压缩处理等操作具有很强的鲁棒性。     

离散小波变换域鲁棒量化灰度水印算法

利用离散小波变换提出一种鲁棒量化灰度水印算法,采用按比例递减的量化步长将原始灰度水印图像的八个位平面通过奇偶量化方法分别嵌入原始载体图像具有对应重要性的八个小波子带。实验结果表明,算法在抵抗亮度和对比度调整、中值滤波、高斯低通滤波、添加高斯噪声、添加椒盐噪声和JPEG压缩上都表现出较强的鲁棒性。     

基于DD-DT CWT和SIFT的体数据数字水印算法

为了确保三维体数据数字模型信息在网络传输过程中的安全性、完整性,对体数据数字水印算法进行研究。提出基于双密度双树复小波变换的体数据数字水印嵌入算法,算法提高了水印的嵌入容量,在兼顾水印不可见性的同时提高了水印抵抗压缩、噪声等攻击的能力;提出基于尺度不变特征变换的体数据数字水印提取算法,实现了水印嵌入和提取时的同步性,提高了水印抵抗旋转、缩放等几何攻击的能力。实验证明:算法不可见性好,实现速度快,在盲检测下能够抵抗压缩、滤波、噪声、平移、旋转、缩放、剪切等攻击,具有较好的鲁棒性。     

一种抗数字印刷/拍摄的数字水印算法研究及验证

目的数字印刷和手机拍摄是检验含有数字水印的印刷产品版权有效性的主要途径,解决在数字印刷和手机拍摄场景下水印信息难以提取这一问题。方法提出一种基于离散小波变换和奇异值分解的抗数字印刷/手机拍摄的数字水印算法。首先对宿主图像进行二级离散小波变换,对低频子带进行奇异值分解,将Arnold置乱后的水印嵌入到奇异值分解的对角矩阵中,最后进行小波逆变换得到嵌入水印图像。结果含水印信息的峰值信噪比(PSNR)达到了39.67,在不同攻击下的归一化相关系数(NC)均在0.89以上,实际的印刷拍摄测试中NC值也均达到0.94,证明该水印算法在保证不可见性的同时对于印刷产品实际应用中的常见攻击具有很好的抵抗能力。结论对不同品牌的智能手机、印刷设备以及不同种类的纸张采集到的含水印图像进行测试,均能够在印刷和拍摄场景下实现水印提取,证明了该算法的有效性。     

3种频域数字水印算法的分析和比较

阐述了离散傅里叶算法(DFT)、离散余弦算法(DCT)、离散小波变换算法(DWT)这3种常用的频域数字水印算法的原理,并分别采用不同算法对数字图像进行了水印嵌入,检测其峰值信噪比(PSNR)和相关系数(NC)的值,分析并比较了这3种算法的优缺点,证明了离散小波变换在频域算法中能够得到最好的效果。     

基于FFST和Hessenberg分解的立体图像零水印算法

目的 为提高立体图像零水印方案抗几何攻击性能,提出一种基于快速有限剪切波变换（FFST）和Hessenberg分解的立体图像零水印算法。方法 首先分别对原始立体图像在YCbCr颜色空间下的左右视点亮度分量进行FFST,然后在得到的2个低频子带中,基于随机子块选择策略和Hessenberg联合分解来构造鲁棒特征矩阵,最后与预处理后的二值水印执行异或运算生成认证零水印。此外,零水印检测前先采用傅里叶-梅林变换方法对待认证的立体图像进行几何校正。结果 与相关算法相比,文中算法对常见非几何和几何攻击提取水印的平均NC值为0.984 1,表现出更优的抗攻击性能。结论 所提算法具有无损性和较强的安全性,可为立体图像版权保护提供可行的解决方案。     

基于小波的图象数据管理系统

根据小波的多分辨率特性,提出了解决图象数据管理的解决方案,并开发出基于小波的图像数据管理系统。该系统实现了图象数据管理的自动化;通过小波算法完整集成了图象数据管理存储、分类、检索和传输的各个环节。高质量的图象压缩编码技术可以节省大量存储资源,灵活的传输机制可大大降低网络带需求。提出的基于内容的图象检索引擎可以在大型图像数据库中快速定位特定的图象。     

基于SIFT变换和DWT-SVD的自适应图像水印算法

目的由于传统的自适应水印技术无法实现水印嵌入区域依据图像自身的特征而改变,且抵抗几何攻击的能力较弱,提出一种基于SIFT特征提取,结合DWT-SVD的水印嵌入方法。方法首先对图像进行SIFT特征提取,然后利用RANSAC算法选取出鲁棒性较好的特征点,通过特征点选取合适大小的水印区域,最后结合DWT-SVD算法将水印嵌入原始图像中。结果采用SIFT变换结合DWT-SVD算法嵌入的水印,含水印图像的视觉效果较好。含水印图像在没有受到攻击时,可以无损地提取出水印;在受到攻击时,提取出的水印品质较好,NC值均高于0.96,且算法的时间复杂度和空间复杂度均较小。结论实验证明,此方案在面对任意角度的旋转攻击,以及常规图像处理攻击有很好的鲁棒性,可以达到保护数字产品的目的。     

Robust Image Hashing via Random Gabor Filtering and DWT

Image hashing is a useful multimedia technology for many applications, such as image authentication, image retrieval, image copy detection and image forensics. In this paper, we propose a robust image hashing based on random Gabor filtering and discrete wavelet transform (DWT). Specifically, robust and secure image features are first extracted from the normalized image by Gabor filtering and a chaotic map called Skew tent map, and then are compressed via a single-level 2-D DWT. Image hash is finally obtained by concatenating DWT coefficients in the LL sub-band. Many experiments with open image datasets are carried out and the results illustrate that our hashing is robust, discriminative and secure. Receiver operating characteristic (ROC) curve comparisons show that our hashing is better than some popular image hashing algorithms in classification performance between robustness and discrimination.     

提升静态小波域内多聚焦图像融合算法

针对同一场景的多聚焦图像融合问题,提出了一种新的基于提升静态小波变换(Lifling Stationary Wavelet Transform,LSWT)的多尺度积图像融合算法.该方法在选择融合图像的低频子带系数时定义了一种新的改进拉普拉斯能量和(Sum Modified-laplacian,SML),设计了一种基于拉...     

基于伪Zernike矩和DWT-SVD抗旋转水印算法

目的提出一种基于伪Zernike矩和DWT-SVD的抗旋转图像盲水印算法。方法对原始图像内切圆的内接正方形区域进行二级小波变换,对其低频子带进行奇异值分解。在一定的嵌入强度下将水印叠加到奇异值矩阵中,实现水印的嵌入。记录含水印图像的伪Zernike矩的相位信息用于检测旋转角度,在提取水印时校正旋转攻击。结果仿真结果表明,该算法水印的不可见性很好,PSNR值高达45.12,提取的水印与原水印相似度很高,NC值为1。该算法对旋转攻击具有很强的鲁棒性,对常见的信号处理攻击具有很强的鲁棒性。结论该算法对任意角度的旋转攻击都有很强的鲁棒性,能满足数字产品的版权保护需要。     

基于QR码的自适应抗打印扫描水印算法

目的提出一种基于QR码的自适应抗打印扫描盲水印算法。方法首先对载体QR码进行三级小波变换,并对低频部分进行4×4分块Schur分解,然后利用子块酉矩阵的系数差值的稳定性,将二值水印信息自适应嵌入到载体QR码中,最后对含水印QR码打印扫描并提取出水印信息。同时,算法实现了盲提取。结果算法能较好抵抗打印扫描攻击,并对高斯噪声、椒盐噪声、斑纹噪声、泊松噪声、JPEG压缩等攻击具有较强的鲁棒性。结论算法具有较强的抗打印扫描性能,可以广泛应用于数字产品的版权保护。     

基于多小波变换和分块SVD的彩色图像水印算法

提出了一种基于多小波变换和分块SVD的非盲水印算法。选择彩色图像的饱和度分量作为水印的嵌入域,水印为有意义的灰度图像,水印经Arnold置乱后被嵌入到饱和度分量多小波变换的不同中频区域中。实验证明,该算法不仅对噪声、JPEG压缩、剪切及Photoshop处理具有很好的鲁棒性,而且能抵抗旋转、放缩和平移等几何攻击。     

基于视觉内容分析和遗传算法优化的鲁棒图像水印算法

目的为了兼顾水印图像的不可感知性与鲁棒性,利用DCT(Discrete Cosine Transform)变换域,设计载体视觉内容分析耦合遗传算法优化的鲁棒图像水印技术。方法首先,将载体图像分割为一系列的非重叠子块,并引入奇异值分解机制,定义视觉内容分析方法,获取每个子块的活性因子,活性因子值较大的子块为水印嵌入位置;利用DCT机制处理活性因子值较大的子块得到相应的直流系数;联合结构相似度SSIM、峰值信噪比PSNR以及归一化相关系数NC,并基于权重因子设计适应度函数,通过执行遗传算法寻找最优的嵌入强度;根据优化的嵌入强度构建水印嵌入方法,将二值水印隐藏到这些直流系数中,通过逆DCT变换输出水印图像;设计水印检测方法,从水印图像中提取二值水印。结果实验数据显示,与当前基于变换域的水印技术相比,所提算法具有更高的视觉不可感知性与抗几何攻击能力,面对多种几何攻击,所提算法的PSNR与NC值分别保持在45 dB,0.96以上。结论所提算法能够较好地将水印信息隐藏在载体中,具有较高的视觉不可感知性与抗几何攻击能力,在版权保护、信息防伪等领域具有较好的参考价值。