抗强剪切和涂抹攻击零水印算法

为了增强现有水印算法抵抗存在信息量丢失的各种攻击(如剪切、涂抹、行列移除等),提出一种基于NMF(Non-negative factorization)和Radon变换不变矩抗强剪切和涂抹攻击零水印算法。算法首先将原始图像V矩阵进行非负矩阵分解(NMF)得到基矩阵W和系数矩阵H。由NMF部分感知全局的特性可知,利用部分V矩阵图像信息和对应的系数矩阵H可以重构出完整的W矩阵;然后计算非负矩阵分解后W矩阵的Radon变换不变矩,最后利用有限个Radon变换不变矩来设计和构建零水印信息。实验结果表明:当剪切和涂抹的面积达到87.5%时,水印检测正确率为100%,同时对于加噪、滤波、JPEG压缩等攻击,该算法也具有良好的鲁棒性。     

基于Krawtchouk不变矩和SVD-LWT的双重水印研究

为提高数字图像水印的鲁棒性和透明性,提出了一种基于Krawtchouk不变矩、奇异值分解(SVD)和提升小波变换(LWT)的彩色图像双水印算法。该算法首先从载体RGB图像中提取绿色分量进行两级提升小波变换,利用Krawtchouk不变矩对平移、旋转和缩放的不变性以及Krawtchouk矩良好的局部特性和重构性,计算其低频分量的Krawtchouk低阶矩不变量构造水印系统;然后对其变换后的中频分量奇异值进行分解,嵌入混沌置乱后的水印图像的奇异值作为另一水印系统。仿真实验结果表明,该算法不仅有良好的不可见性,而且对常见攻击和几何攻击都具有很好的鲁棒性,并具有一定的应用价值。     

基于Krawtchouk矩和NSCT变换的鲁棒零水印算法

为了解决现有数字水印中鲁棒性和不可感知性之间的矛盾,设计一种基于Krawtchouk矩和NSCT(Non-subsampled Contourlet Transform)变换的鲁棒零水印算法。算法首先对图像进行NSCT分解,其次计算其低频成分的Krawtchouk低阶矩不变量来构建特征向量,最后通过特征向量和水印的运算得到原始图像的版权信息。实验结果表明该方案对常见信号处理具有很强的鲁棒性,同时密钥的使用保障了算法的安全性。     

基于图像归一化的彩色图像空域零水印算法

为了有效实现对数字彩色图像的版权保护,本文提出了一种可有效抵抗几何攻击的数字图像空域零水印算法。首先利用基于矩的图像归一化技术将原始图像的绿色分量映射到几何不变空间内;然后以几何中心提取出归一化图像的重要区域;最后随机从重要区域提取特征像素与水印像素按位异或运算构造零水印。理论分析和实验结果表明,本文算法比以图像不变质心提取出归一化图像的重要区域的水印算法的性能更稳定,比基于离散小波同类零水印算法具有更强的抗剪切、几何变换、图像处理和常规信号处理攻击的能力。     

一种新的彩色图像盲水印算法*

在探讨了四元数及四元数矩阵奇异值分解性质的基础上,用四元数矩阵来表示彩色图像,彩色图像的每个像素用一个四元数来表示,从而实现了将彩色图像的各个分量作为一个整体进行运算的思想;对彩色图像的四元数矩阵奇异值分解后的性质进行了研究,得出将四元数矩阵分解的方法用于彩色图像水印的嵌入和提取的可行性,并提出一种基于四元数矩阵奇异值分解、旋转和共轭运算的彩色图像盲水印算法进行验证。通过实验和对比表明,该算法具有良好的性能,能较好地抵抗常见的攻击。     

基于Krawtchouk矩和小波变换的数字水印算法

提出了一种基于Krawtchouk矩和小波变换的抵抗几何攻击的内容认证水印算法。该方法首先对图像进行一次小波分解,然后计算其低频成分的Krawtchouk低阶矩不变量来构建水印。水印提取过程简单,只需计算所得图像的几个低阶Krawtchouk矩不变量。文中给出了实验结果,并与Alghoniemy提出的基于几何矩不变量的数字水印算法进行了比较。结果表明,该方法简单、有效,对旋转、缩放、剪切、组合攻击等几何攻击以及JPEG压缩攻击具有更高的稳健性。     

基于图像Tchebichef矩抗几何攻击的零水印算法

由于目前基于图像矩技术的水印算法水印容量小,算法复杂,鲁棒性有待提高,提出一种新颖的抗几何攻击的零水印算法。该算法以图像归一化技术和Tchebichef矩系数的特点为基础,首先计算原始图像单位圆内旋转归一化的Tchebichef矩,将Tchebichef矩的左上角部分扫描成数值矩阵;然后根据数值矩阵和水印图像生成二进制密钥并保存到零水印信息库。证明版权时待检测图像也按相同的流程处理,利用密钥和生成的数字矩阵提取待检测图像的水印。实验结果表明,该算法对任意角度的旋转、缩放和常规信号处理及其组合攻击具有很强的鲁棒性。     

实离散分数Krawtchouk变换及其在数字图像水印中的应用

目的传统Krawtchouk变换处理图像时存在变换域信息表示单一、不可调节等问题,传统分数阶Krawtchouk变换处理实信号表示有冗余等问题。为了构造更加灵活的图像变换域表示,提出了实离散分数阶Krawtchouk变换,并应用于数字图像水印。方法利用对传统Krawtchouk变换矩阵特征值分解的方式,通过对分解后的特征值矩阵的实矩阵分数化构造得到了实离散分数阶Krawtchouk变换的变换矩阵,从而构造出实离散分数阶Krawtchouk变换。然后,利用所提变换从实数域变换到实数域这一特性,提出了在实离散分数阶Krawtchouk变换嵌入水印信息的图像水印算法。算法采用了图像分块处理的方式,对每个图像块的实离散分数Krawtchouk变换系数进行奇异值分解,将水印信息嵌入奇异值分解矩阵中,然后进行逆向实离散分数阶Krawtchouk变换得到嵌入水印后的图像。结果通过比较所提实离散分数阶Krawtchouk变换域水印算法和传统Krawtchouk变换域水印算法,提取水印的平均错误率在中值滤波、均值滤波、高斯滤波、JPEG压缩和缩放攻击下,分别降低了12.39%、10.04%、18.50%...     

基于QR 分解的彩色图像自嵌入全盲水印算法

针对彩色图像的版权保护问题,基于QR 矩阵分解提出了一种自嵌入全盲水印算 法。先将原始图像的G 通道分量进行非下采样剪切波变换,再对得到的低频分量分块QR 分解, 通过判断各子块R 矩阵中第一行元素向量的l1 范数与所有子块R 矩阵第一行元素l1 范数均值之 间的大小关系生成特征水印。然后对B 通道分量DWT 变换后的低频分量进行分块QR 分解, 并通过修改该子块QR 分解后R 矩阵中第一行最后一列元素来嵌入特征水印。特征水印的生成 和嵌入在两个通道内独立完成,水印检测无需原始载体图像,算法无需借助外加水印信息即可 完成对图像版权的鉴别。实验结果表明,该算法在经历添加噪声、JPEG 压缩、缩放、剪切和行 偏移等常见攻击时,具有很强的鲁棒性。     

一种基于Krawtchouk矩的水印算法

提出一种基于Krawtchouk矩的水印算法,通过修改一些原始Krawtchouk矩并重构图像以获得水印图像.基于Krawtchouk矩与几何矩的关系,提出采用具有平移、比例缩放和旋转不变性的几何不变矩来检测水印.实验表明,与用Krawtchouk不变矩检测相比,该算法对于大角度旋转和图像平移的几何攻击具有更好的鲁棒性.     

Robust color image watermarking using invariant quaternion Legendre-Fourier moments

In this paper, a geometrically invariant color image watermarking method using Quaternion Legendre-Fourier moments (QLFMs) is presented. A highly accurate, fast and numerically stable method is proposed to compute the QLFMs in polar coordinates. The proposed watermarking method consists of three main steps. First, the Arnold scrambling algorithm is applied to a binary watermark image. Second, the QLFMs of the original host color image are computed. Third, the binary digital watermark is embedding by performing the quantization of selected QLFMs. Two different groups of attacks are considered. The first group includes geometric attacks such as rotation, scaling and translation while the second group includes the common signal processing attacks such as image compression and noise. Experiments are performed where the performance of proposed method is compared with the existing moment-based watermarking methods. The proposed method is superior over all existing quaternion moment-based watermarking in terms of visual imperceptibility capability and robustness to different attacks.     

A self-adaptive image normalization and quaternion PCA based color image watermarking algorithm

This paper proposes a novel robust digital color image watermarking algorithm which combines color image feature point extraction, shape image normalization and QPCA (quaternion principal component algorithm) based watermarking embedding (QWEMS) and extraction (QWEXS) schemes. The feature point extraction method called Mexican Hat wavelet scale interaction is used to select the points which can survive various attacks and also be used as reference points for both watermarking embedding and extraction. The normalization shape image of the local quadrangle image of which the four corners are feature points of the original image is invariant to translation, rotation, scaling and skew, by which we can obtain the relationship between the feature images of the original image and the watermarked image which has suffered with geometrical attacks. The proposed QWEMS and QWEXS schemes which denote the color pixel as a pure quaternion and the feature image as a quaternion matrix can improve the robustness and the imperceptibility of the embedding watermarking. To simplify the eigen-decomposition procedure of the quaternion matrix, we develop a calculation approach with which the eigen-values and the corresponding eigen-vectors of the quaternion matrix can be computed. A binary watermark image is embedded in the principal component coefficients of the feature image. Simulation results demonstrate that the proposed algorithm can survive a variety of geometry attacks, i.e. translation, rotation, scaling and skew, and can also resist the attacks of many signal processing procedures, for example, moderate JPEG compression, salt and pepper noise, Gaussian filtering, median filtering, and so on.     

一次Bézier曲线和Legendre神经网络的彩色盲水印算法

针对目前多数图像数字水印算法的载体是灰度图像,无色彩信息,水印信息是二值图像,水印信息量少,适用性差等不足,提出了一种基于一次Bézier曲线和Legendre神经网络小波变换（DWT）的彩色图像盲水印算法,载体图像和水印信息都是彩色图像。首先,将载体图像进行颜色空间转换并对载体图像的亮度分量进行DWT,然后将水印图像进行三基色分离,并对每个颜色分量同时进行Logistic混沌置乱和离散Haar小波分解。最后将每个颜色分量小波分解的四个矩阵系数按照一次Bézier曲线公式嵌入到载体图像的DWT中频子带系数中。实验结果表明,水印的透明性好,对于常见的噪声、裁剪、旋转、JPEG压缩等具有较好的鲁棒性。     

基于Tchebichef矩的几何攻击不变性第二代水印算法

提出了一种基于原始图像的Tchebichef矩实现的几何攻击不变性第二代盲水印算法,利用原始图像的Tchebichef矩估计图像可能经历的几何攻击的参数来还原图像,其中,原始图像的Tchebichef矩可作为水印检测器的密钥.水印嵌入过程结合人类视觉系统的特性,且可在任何图像变换域中实现,给出了小波域的一种实现方法.水印检测过程采用独立分量分析技术不仅可以检测到水印而且可以提取水印,实现了真正意义上的盲检测.实验结果表明,该水印算法对于通用水印测试软件Stirmark提供的各种攻击具有很好的鲁棒性.     

Optimal blind watermarking for color images based on the U matrix of quaternion singular value decomposition

In this paper, a new blind watermarking for copyright protection of color images based on the U matrix through Quaternion Singular Value Decomposition (QSVD) is proposed. The proposed method represents the color image with a quaternion matrix, so that it can deal with the multichannel information in a holistic way. Then the array of pure quaternion is divided into non-overlapping blocks and we perform QSVD on each block to get its U matrix. The watermark is inserted into the optimally selected coefficients of the quaternion elements in the first column of the U matrix. Besides, in the procedures of watermark insertion and extraction, ensuring higher fidelity and robustness to several possible image attacks have been considered. The experimental results show that the proposed method outperforms existing schemes in terms of robustness and invisibility.     

彩色图像四元数频域奇异值分解水印算法

将四元数傅里叶变换与四元数奇异值分解技术相结合并引入到对彩色图像的水印处理,提出一种基于四元数频域奇异值分解的彩色图像盲水印算法.首先对彩色载体图像进行分块并采用四元数傅里叶变换(quaternion Fourier transform,QFT)得到其频域矩阵,然后对频域矩阵中的单位小块进行四元数奇异值分解(quaternion singular value decomposition,QSVD),得到实系数奇异值,使用奇偶量化调制法将水印信号嵌入到单位小块的最大奇异值中.仿真实验结果表明,嵌入的水印分布在空域图像各彩色分量中,在不可见性以及鲁棒性的比较中优于传统的彩色图像亮度域以及独立多通道处理方法.     

彩色图像四元数频域幅值调制水印算法

彩色图像处理常用的独立单通道方式在处理过程中不能体现各彩色通道间的光谱联系。针对彩色载体图像,提出了一种彩色图像四元数频域幅值调制水印算法。首先在空域中计算四元数表示的载体图像块不均匀度大小,从而对载体图像的单位小块进行自适应选取;接着对彩色载体图像进行四元数傅立叶变换,得到其频域矩阵;然后计算分块傅立叶直流位置上的四元数模值,将水印嵌入在模值中。仿真实验结果表明,该方法可以把水印带来的误差扩散到图像的红、绿、蓝3色的各个分量上,且对常见攻击具有较好的鲁棒性,实现了数字水印不可见性和鲁棒性的良好结合。     

基于伪Zernike矩和Contourlet变换的抗几何攻击图像水印算法

在研究Contourlet变换和伪Zernike矩理论的基础上,提出了一种新颖的抗几何攻击数字图像水印算法。该算法首先 用Contourlet变换处理 原始图像,提取出图像的低频区域;然后依据人眼的视觉特性以及嵌入水印前、后系数的相关性,采取量化调制伪Zernike矩的幅值将数字水印信息嵌入图像的低频区域中。其无须借助于原始图像,就能进行水印提取,实现真正的盲检测。实验结果表明,该算法对平移变换的抵抗力最强,对旋转和缩放也有很好的抵抗力,而且经过JPEG压缩之后,数字水印也不会失真。     

双正交提升小波和奇异值分解的彩色水印算法研究

在现有彩色图像水印提取技术基础上, 提出一种结合9/7双正交提升小波和图像矩阵奇异值分解的彩色图像水印加密算法。首先将彩色原始图像和彩色水印图像R、G、B分离, 将图像相应分量进行提升小波三级分解得到低频部分, 并将该低频信息进行奇异值分解, 把水印信息视做扰动矩阵按一定的量加在低频信息的对角阵上, 其中彩色水印图像预处理结合了骑士巡游变换和Arnold置乱算法。实验结果表明算法在确保水印不可见性的基础上有效地增强了水印的强度和鲁棒性, 实现了水印图像的盲检验。