基于支持向量机与结构相似度的图像数字水印算法*

针对空域数字水印算法鲁棒性差、难以抵抗较强的攻击的问题,本文提出一种基于支持向量机SVM与结构相似度SSIM的自适应图像数字水印算法。本文利用结构相似度算法SSIM计算不同图像子块的最大水印嵌入强度,通过回归性支持向量机建立不同图像子块与最大水印嵌入强度的相关性模型,实现了根据不同图像子块预测水印嵌入强度。本文在现有基于图像邻域像素之间相关性的时空域数字水印算法的基础上,选取图像中的图像子块进行水印嵌入,通过修改子块中心位置像素值,进行水印嵌入与提取。本文提出的算法在确保水印算法具有较好的透明性的基础上,提高了水印算法的鲁棒性。实验结果表明,该算法在保持较好透明性的基础上,对于JPEG压缩、噪声、中值滤波等攻击具有较强的抵抗能力。     

基于Logistic混沌映射和IWT-SVD量化的盲鲁棒水印算法

为了提高数字水印的鲁棒性以及水印嵌入位置的保密性,提出了一种基于Logistic混沌映射和整数小流变换—奇异值分解(IWT-SVD)量化的盲鲁棒水印算法:对二值水印图像进行Arnold置乱,对原始载体图像进行8×8分块,利用生成的Logistic混沌序列选择嵌入水印的图像块,充分保证了水印嵌入位置的保密性;对选中的图像块进行二级IWT分解,对得到的二级低频子带系数进行SVD;将置乱后的水印信息嵌入.算法不需要原始载体图像,实现了水印的盲提取,更具实用性.仿真实验结果表明:算法对常规图像处理操作、压缩攻击和剪切攻击均具有较强的稳健性.     

基于直方图规定化的抗几何攻击数字水印算法

提出一种基于严格直方图规定化的抗几何攻击数字水印算法。该算法基于图像块信息熵与边缘检测结果,选择图像最大的平坦区域,利用严格直方图规定化将图像平坦区域的直方图规定化为特定形状,为了提高水印检测精度与嵌入图像的保真度,选择锯齿状直方图作为水印信息。实验表明,该算法嵌入水印后的图像具有很好的保真度,对几何攻击、噪声污染、JPEG压缩、线性和非线性滤波有较好的鲁棒性。     

一种DCT域彩色图像认证方案

提出一种对彩色图像单个颜色通道嵌入水印,实现彩色图像认证的数字水印算法。采用二值图像作为待嵌入水印,实现了盲水印检测。并对基于系数关系的DCT域数字水印算法进行改进,且结合人眼视觉系统的特性,使之对篡改更加敏感。实验结果表明：该算法对压缩攻击具有很好的鲁棒性,同时能检测到其他各类恶性攻击,并且能对剪切进行8＊8块定位。     

基于混沌的图像自恢复安全双水印算法

为提高图像自恢复双水印算法的安全性,提出一种基于混沌的安全双水印算法。该算法首先利用混沌映射将双水印信息加密后再嵌入其他图像块的低位,然后结合图像块内容和嵌入在图像块低位的恢复水印信息,利用混沌映射随机生成用于检测图像块真实性的认证数据。理论分析和实验结果表明该算法在保持篡改恢复质量和不可见性的基础上,有效提高了自恢复双水印算法抵抗内容篡改攻击和字典搜索攻击的能力。     

基于提升方案小波和混沌映射的盲水印算法

数字水印技术是多媒体信息安全领域的一个重要研究课题.在研究HVS对图像掩蔽特性的基础上,提出一种利用提升方案小波对载体图像进行多个金字塔分解,结合纹理块的确定方法选取小波系数,提高水印信息的嵌入量,结合新的混沌方法对水印信息进行映射加密嵌入.嵌入水印时,先对水印信息进行扩频,然后利用新的量化运算方法嵌入水印.实验结果表明,该算法简单高效,增强了水印信息的安全性,在抗JPEG压缩、锐化、扭曲变形、各种剪切等攻击上有很好鲁棒性,同时具有较好的透明性.     

基于整数DCT变换的新水印算法

鲁棒性及掩蔽性是衡量数字水印算法性能的重要指标。为了用较低算法复杂度使数字水印具有较好的鲁棒性与掩蔽性,提出了一种基于整数DCT变换的新的鲁棒水印算法。该算法利用DCT变换的整数特点,首先对频域嵌入系数进行定量分析,找出适合嵌入的系数与嵌入阈值的大小关系,接着提取每个图像块的DC系数组成一幅新图,选择新图中具有复杂纹理的图像块再次进行整数DCT变换,最后将水印信号嵌入到这些图像块域的系数中。仿真实验结果表明,新算法既保证了水印的掩蔽性,又同时具有很好的鲁棒性,对JPEG压缩、噪声、滤波等攻击都具有很好的免疫能力,即使是在马赛克攻击下也能提取出水印图像。     

基于整数小波变换和混沌映射的盲数字水印算法

介绍一种基于整数小波变换和混沌映射的盲数字水印技术。利用广义Arnold混沌映射对水印图像进行置乱,利用整数小波变换对载体图像进行三级小波分解,然后用Logistic混沌映射随机产生各水印比特嵌入第二层高频部分HH2中整数小波系数的比特位置。水印的提取不需要原始图像。实验结果表明该算法嵌入的数字水印既有很好的隐蔽性,又能抵抗剪切和JPEG压缩的攻击.     

置换DCT域中频系数的盲水印嵌入算法研究

介绍了一种基于离散余弦变换域(DCT)中频系数置换的盲水印算法,用该算法对数字水印进行了自适应嵌入方法研究.该算法突破了数字水印的加性算法、乘性算法等传统的水印嵌入方法;解决了被提取水印中含有原始图像DCT系数从而影响水印检测准确性的问题.该算法使用人类视觉模型对水印图像进行自适应嵌入,使嵌入的数字水印从根本上不可逆.实验证明该算法对数字水印的滤波、剪切、噪声等攻击有很强的鲁棒性.     

一种基于H.264压缩域的数字水印方法

给出一种用于H.264压缩域的数字水印方法,能够大幅度提高水印的嵌入容量,同时消除水印嵌入后引起的错误累积效应.提出一种新的视觉模型,综合利用亮度和色度信息对图像块进行分类,然后选取边缘区和纹理区作为水印的嵌入区域,从而大幅度提高水印容量,最后在此基础上提出了一种补偿机制,能够消除帧内预测影响的数字水印方法.该方法能够在H.264的压缩域实时高效地嵌入和提取水印信息,并能够抵抗各种常规的攻击.     

基于残差学习的新型不可感知水印攻击方法

传统的水印攻击方法虽然能够干扰水印信息的正确提取, 但同时会对含水印图像的视觉质量造成较大损失, 为此提出了一种基于残差学习的新型不可感知水印攻击方法. 首先, 通过构建基于卷积神经网络的水印攻击模型, 在含水印图像和无水印图像之间进行端到端非线性学习, 完成含水印图像映射到无水印图像的任务, 达到水印攻击的目的; 其次, 根据水印信息的嵌入区域选择合适数目的特征提取块以提取含水印信息的特征图. 鉴于含水印图像和无水印图像之间的差异过小, 水印攻击模型在训练过程中的可学习性受到限制, 导致模型很难收敛. 引入残差学习机制来提升水印攻击模型的收敛速度和学习能力, 通过减少残差图像(含水印图像和提取的特征图像做差)与无水印图像之间的差异来提升被攻击图像的不可感知性. 此外, 还根据DIV2K2017超分辨率数据集以及所攻击的基于四元数指数矩的鲁棒彩色图像水印算法构建了训练水印攻击模型的数据集. 实验结果表明该水印攻击模型能够在不破坏含水印图像视觉质量的前提下以高误码率实现对鲁棒水印算法的攻击.     

基于混沌加密和SVD的数字图像水印算法

为提高传统数字图像水印算法的安全性,提出一种基于混沌加密和奇异值分解的水印算法.采用Chebyshev混沌映射产生的混沌序列加密水印图像,将加密后的水印图像与原始图像进行分块,再对每一块进行奇异值分解,从而实现水印的嵌入.仿真实验结果证明,该算法对JPEG压缩、高斯噪声、椒盐噪声、滤波等具有较高的鲁棒性,同时能较好地抵抗剪切攻击.     

基于邻域比较的JPEG 脆弱水印算法及性能分析

为提高篡改检测性能和协调安全性与不可见性之间的矛盾,提出一种利用邻域比较判定图像块真实性的JPEG脆弱水印算法.该算法将原始图像分成8×8的图像块,基于图像块保护DCT系数生成的4比特水印基于密钥随机嵌入到其他4个图像块量化步长较小的DCT系数最低位.通过比较该图像块与相应4个水印嵌入块8邻域中不一致图像块个数来判定该图像块的真实性,推导给出一般篡改和拼贴攻击下算法的虚/漏警率,并利用统计实验对理论分析结果进行验证.理论分析和实验统计结果表明,通过比较图像块与其相应水印嵌入块8邻域中不一致图像块个数能够提高篡改检测性能,在量化步长较小DCT系数的最低位嵌入水印,解决了保护DCT系数个数与不可见性之间的矛盾.     

Secure authentication watermarking for localization against the Holliman–Memon attack

Authentication watermarking schemes using block-wise watermarks for tamper localization are vulnerable to the Holliman–Memon attack. In this paper, we propose a novel method based on the Wong’s localization scheme (Proceedings of the IS&T PIC, Portland) to resist this attack. A unique image index scheme is used for computing the authentication signature that is embedded in the least significant bit-plane of the block. The informed detector estimates the correct image index by using the side information about the watermarked image. The image index estimation from the fake image can definitely be an alternative to keeping a directory of image indices. So it is not necessary to manage the database of image indices for the verification purpose. The authenticity measure is defined to quantify the attack severity by taking the connectivity among possible authentic blocks into consideration. There are more blocks verified as authentic when this measure is high for a fake image constructed using this attack. As such, the blocks for a fake image can be chosen from a reduced number of database images. The blocks from any such image are to be connected with each other to maximize the authenticity measure. Thus, the attacker’s task to generate a fake image of reasonable perceptual quality becomes increasingly difficult. With the proposed method there is no loss or ambiguity in localization after the Holliman–Memon attack and content tampering in an image. The localization accuracy in the proposed method is demonstrated by the simulation results and is equal to the chosen block size, similar to the Wong’s scheme.     

一种基于离散余弦变换的数字水印算法

研究利用离散余弦变换(DCT)对静态灰度图像进行数字水印嵌入的算法,侧重点是嵌入水印的方式和方法。其原理为将水印和原图分别分割为若干块后转换到DCT域再分别对应嵌入,但对水印嵌入的位置有一定要求,即将变化后的水印信息嵌入到图像的中频靠近低频的部分,使水印嵌入后有隐藏性和抗攻击性。实验结果表明在一定条件下水印能很好地隐藏在原图中,且对图像的涂抹、剪切攻击有一定的抵抗性。     

一种彩色图像无损鲁棒数字水印算法

本文针对空域无损水印的脆弱性缺陷,提出了一种新的无损鲁棒数字水印算法。首先将原始彩色图像划分为R、G、B三原色子通道,然后将每个子通道进行不重叠分块,计算各分块算术差值。通过给定的规则调整算术差值,在三个通道中嵌入重复的水印信息。在数据提取阶段,对三原色子通道分别提取出水印信息。根据投票理论,判决生成最后的水印信息。实验结果表明,本文提出的算法能较好地抵抗JPEG压缩、高斯和盐椒等噪声攻击,具有较强的鲁棒性。     

一种子块相关的半脆弱数字水印

数字水印是多媒体数字产品版权保护和内容完整性认证的重要技术之一。为得到一种鲁棒性更好的数字水印,在分析MHB算法缺陷的基础上,采用认证码生成块与嵌入块及嵌入块之间互相关的策略,提出了一种更加安全的子块相关的半脆弱数字水印算法,并增强了算法抵抗恶意攻击的能力。实验结果表明,该算法在不破坏宿主图像视觉质量基础上,对JPEG有损压缩具有较强的鲁棒性,并可有效地检测出对图像内容的局部恶意篡改。     

基于Arnold置乱的小波变换数字视频水印

提出了一种结合小波变换和Arnold变换的数字水印算法。首先用Arnold变换将水印图像置乱,然后将置乱后的水印图像,通过对视频关键帧图像的小波变换将其嵌入到视频的关键帧图像中,以完成水印的嵌入。Arnold变换是图像置乱常用的一种方法,对水印图像进行置乱处理能够提高其信息安全性,而且对于嵌入水印之后的视频帧来说,其抗剪切攻击等能力也会得到提高。将Arnold变换应用到视频水印中,可以使视频水印的安全性、可靠性以及水印嵌入的鲁棒性都得到有效提高。     

一种用MATLAB实现的基于小波变换的图象水印技术

论文给出了一种在小波变换域中对静态图像加水印的方案。方案利用了小波分析的优良性质,对小波变换后的载体图像系数块,按水印图像小波变换后的系数块大小进行分块,将分得的系数子块按不同层次不同方向重复嵌入相应的水印系数块。通过与原始载体图像进行比较实现水印的提取。最后与嵌入的水印进行相关性检测来检测提取出的水印是否有效。实验结果表明这个方案取得了良好的效果。     

基于DWT和均值量化的音频水印算法

提出基于小波包的离散小波变换和均值量化的音频水印算法。该算法的主要特点是：1）将音频信号根据嵌入的水印图像大小自适应地分段。利用Arnold变换对水印图像进行预处理,消除水印图像的相关性,提高图像的抗攻击性。2）采用小波包的离散小波变换,增加嵌入和提取效率,提高水印的透明性。3）水印信息嵌入到均值中,有较好的不可感知性。仿真实验表明：嵌入水印后音频的不可感知性较高,能够有效地抗击有损压缩、低通滤波和剪切等攻击。