基于DCT变换的数字水印算法研究

提出了一种基于DCT变换嵌入到图像的中频带水印改进算法。该算法在DCT变换水印算法的基础上,调整DCT对应系数,然后将其嵌入到原始图像的中频系数中。从实验结果来看,该算法真正做到水印的盲监测,实现水印能够抵抗常见的噪声、裁剪、JPEG压缩等攻击,使水印具有较好的不可见性和鲁棒性。     

一种适于多媒体流的鲁棒性水印方案

提出一种适用于多媒体流的鲁棒性水印算法,该方案将二值图像分段后经扩频调制作为水印信息分别嵌入视频帧的DCT域和音频的DCT域.实验结果表明:算法中嵌入的水印具有良好的不可觉察性,算法复杂度低,并且能够抵抗帧删除,帧插入和帧替换等攻击.对于针对音频信号的攻击,也具有良好的鲁棒性.此外,可以参照另一信号的相应信息,恢复被破坏的水印.     

基于子块分割的自适应式全盲图像水印算法

为了提高水印的鲁棒性,文中提出了一种基于子块分割的自适应全盲水印算法ABWASS。在嵌入水印时,该算法根据宿主特征矩阵嵌入自适应调整后的水印图像,并使用改进的两阶段DWT方法在LH2子带中融入水印图像的关键信息,从而得到含双重水印的图像;提取水印时,首先分离水印分块方式等关键信息,并通过DCT变换获得特征矩阵,进而提取水印图像。由于该方法在获得含有水印的图像时,根据宿主图像对水印进行了微调,并嵌入了原始水印尺寸,因此在提取过程可以实现全盲。实验结果表明,较已有方法,所提算法能够很好地抵抗多数常规攻击和几何攻击,并且在抵抗混合攻击上其性能均得到了提高,最大提升了2.7%;同时,其还具备较好的水印隐蔽性和实用性。     

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Zernike矩和DCT变换的数字水印算法

提出一种基于Zernike矩和DCT变换的鲁棒数字水印算法,对图像的旋转角度进行估计,以提高其抵抗旋转攻击的能力,将基于图像内容的具有正交特性的Zemike多项式作为水印信号,并在Watson视觉感知模型的控制下嵌入图像低频系数中,同时采用相关检测方法确定水印的存在,实验结果表明,该算法具有良好的鲁棒性、不可见性及可检测性。     

基于图像纹理复杂度的数字水印算法

针对变换域数字水印算法中水印信息鲁棒性和不可感知性之间的矛盾,提出一种基于人类视觉系统特征的离散余弦变换(DCT)数字水印算法。对水印信息进行Arnold置乱变换,将水印信息量化嵌入到载体图像的DCT域直流分量中。实验结果表明,该算法能有效抵抗噪音干扰、裁剪和压缩编码等攻击,具有较好的鲁棒性。     

基于DWT与DCT的灰度水印图像嵌入算法

图像中嵌入的多为二值水印,容量有限且抗攻击能力有待提高。为了增加嵌入水印的容量以及增强算法的鲁棒性,提出基于DWT与DCT的灰度水印图像嵌入算法。首先对灰度水印进行Arnold置乱预处理,其次对所选取的载体图像进行二级小波变换,选择第二层的逼近子带LL2与细节子带LH2、HL2、HH2依次嵌入灰度水印的高四位位平面。嵌入水印时对4个子带分别进行8×8分块DCT变换,然后采用一种改进的交换中频系数的方法将置乱后水印的高四位位平面分别嵌入所选取的4个子带,为增强算法的鲁棒性,在不同的子带由实验选择不同的水印嵌入因子。仿真实验表明,本算法抵抗图像裁剪、图像加噪、直方图均衡化、常用滤波处理、JPEG压缩等攻击的效果较好。     

利用数字水印技术实现心电图信号认证

研究了经典的空域数字水印算法LSB在心电图信号认证中的应用,选择在非QRS复合波内嵌入水印信息,提出了基于LSB的自适应数字盲水印算法。通过嵌入水印后的图像效果和攻击实验证明,这种水印嵌入算法对心电图信号具有良好的视觉效果,可抵抗LSB攻击,鲁棒性强。该算法性能优良,可用于其他一维数字信号认证。     

两种典型数字水印嵌入算法的鲁棒性比较

该文阐述了扩频和量化两类嵌入算法的基本原理,并选择各自典型代表算法加性扩频算法和抖动调制量化算法基于MATLAB具体实现,实验比较在分块DCT变换下两种嵌入算法的鲁棒性能。结果表明：抖动调制量化水印算法相比于加性扩频水印算法在抵抗缩放、滤波攻击和JPEG压缩方面有着更好的鲁棒性能,但在抵抗噪声攻击方面不如其稳定,且鲁棒性较低。     

一种基于zigzag扫描的DCT鲁棒数字盲水印算法

针对提高水印算法的鲁棒性进行研究,提出一种基于zigzag扫描的DCT鲁棒数字盲水印算法。算法对分块后DCT域的中、低频系数进行zigzag扫描得到一维数列,利用每个数列数学范数比值和量化索引调制原理实现数字水印的嵌入,然后通过最小距离公式对水印提取。与其他算法相比,实验结果显示算法能够抵抗多种攻击,具有较好的透明性与鲁棒性。水印提取过程不需要原载体图像,实现水印信息盲提取。     

基于离散小波变换和感知哈希的加密医学图像检索算法

针对加密存储在云服务器的医学图像安全检索问题,提出基于离散小波变换（DWT）和感知哈希的加密医学图像检索算法。首先结合Henon映射的特点对图像进行频域加密运算;然后,对加密医学图像进行小波分解,得到逼近原图的子图;其次,根据离散余弦变换（DCT）的特性,通过比较DCT各系数与系数均值的关系得到图像的感知哈希序列;最后通过比较感知哈希序列之间的归一化相关系数来实现对加密医学图像检索。与基于非负矩阵分解（NMF）的哈希算法相比,所提算法在高斯噪声下检索精度提高了近40%,且在JPEG压缩攻击、中值滤波攻击、缩放攻击和扭曲攻击下检索精度与之相差无几。实验结果表明,所提算法对于常规攻击和几何攻击具有较好的鲁棒性,同时降低了图像加密的时间复杂度。     

基于DCT编码的新进展

目前，DCT编码在JPEG、MPEG、H．26x等编码标准中有着广泛的应用，但随着Shapiro关于小波的嵌入式零树小波编码以及Said等人提出的集合分裂等级树编码的成功应用，使图像及视频信号的压缩编码提高到了新阶段，这虽然对传统的DCT编码提出了挑战，然而，Xiong等人利用嵌入式DCT块变换之间直流系数(DC)的高度相关性也能获得较高的编码性能，因为对DCT后的系数进行重组，同样具有小波多分辨率图像的特性。此外，基于形状自适应DCT、区域支撑DCT以及形态DCT的提出，还有利用DCT系数实现信息隐藏、图像大小调整、模式识别等等，都将DCT功能与性能推向更高层次，使得基于常规的DCT编码有了更大的应用与发展空间。为使人们对DCT编码现状有一概略了解，在对该技术进行深入分析与研究的基础上，对该技术作了概略介绍，并对DCT编码发展进行了展望。     

基于凸优化的图像隐藏信息重构方法

针对图像信息隐藏最不重要位(LSB)算法抗攻击性弱的缺点,提出了一种将凸优化的矩阵重建理论运用于所提取的隐密图像中的重建方法.对所提取的隐密图像作离散余弦变换(DCT),使变换后的数据稀疏化,利用奇异值迭代算法重构数据,通过逆运算得到精度较高的隐秘图像,实验结果验证了方法的可行性.     

基于局部DCT系数的图像压缩感知编码与重构

引入了压缩感知(Compressed sensing, CS)理论, 给出了在获取局部二维 离散余弦变换(Discrete cosine transform, DCT)系数的基础上高质量地编码与重构图像的新方法. 研究了在无量化和有量化情况下, 基于局部DCT系数的图像CS最小全变差重构算法. 在对DCT系数进行量化的过程中得到含噪的局部DCT系数, 在此基础上设计了能完成CS重构的图像编解码一般流程, 并构建了实际应用系统. 实验结果表明, 对于稀疏性较强的图像, 在图像编解码系统中结合CS理论与方法能得到高质量的重构图像, 与传统的直接反离散余弦变换(Inverse DCT, IDCT)方法相比, 峰值信噪比(Peak signal to noise ratio, PSNR)最大能提高5dB以上, 对于一般图像, PSNR也有较大提高.     

DCT域自适应彩色图像二维数字水印算法研究

以离散余弦变换(DCT)、静态图像压缩编码、人眼视觉特性(HVS)为基础，提出一种将灰度图像(即二维数字水印)嵌入到原始彩色图像中的新数字水印算法．该算法具有以下特点：(1)应用静态图像压缩编码技术实现了以二维数字水印作为水印信号的数字水印算法；(2)充分利用HVS实现了二维数字水印的自适应嵌入，增强了算法的透明性和鲁棒性；(3)能够依据原始彩色载体图像内容实现数字水印嵌入深度的智能调节．实验结果表明：文中算法不仅具有较好的透明性，而且对如叠加噪声、JPEG压缩、平滑滤波、几何剪切、图像增强、马赛克效果等攻击均具有较好的鲁棒性。     

Full band watermarking in DCT domain with Weibull model

In the framework of maximum-likelihood detection for image watermarking schemes, the conventional Generalized Gaussian Distribution (GGD), Cauchy and Student’s t distributions often fail to model the pulse-like distributions, such as Discrete Cosine Transform (DCT) coefficient distribution. Meanwhile DCT DC coefficients are often neglected in the image watermarking schemes. In this paper an improved full band image watermarking algorithm with utilization of Weibull distribution modeling the DCT AC and DC coefficients is proposed. Experiments indicate that compared with other popluar distributions such as the GGD, the Weibull model gives a closer fit on the distribution of AC coefficients in absolute domain with a smaller Kullback-Leibler (KL) divergence and lower Mean Square Error (MSE). The watermarking scheme with Weibull modeling the DCT AC coefficients (Weibull-AC) exhibits strong robustness under the attack of scaling and median filtering. The watermarking scheme with Weibull modeling the DCT DC coefficients (Weibull-DC) yields a better detection accuracy for bright and more detailed images. Combining the above two advantages, the proposed Weibull based full band watermarking in DCT domain (Weibull-FB) further improves its robustness under the attack of JPEG compression and achieves 10.47 % overall increment in the detection accuracy compared with the baseline system while maintaining good invisibility in the view of structural similarity (SSIM).     

A novel image watermarking scheme based on amplitude attack

This paper presents a novel image watermark scheme based on the characteristics of amplitude attacks. First of all, the analysis of amplitude attacks is performed. Then the amplitude attacks are categorized into three types: positive attack, negative attack and random attack. Finally, based on these attack types, we design three corresponding detectors. The detectors remove the unreliable discrete cosine transform (DCT) coefficients in the attacked image so that only reliable coefficients are used for the extraction of the watermark embedded. The experimental results indicate that the proposed technique improves robustness significantly without sacrificing the false alarm rate.     

增强奇异值分解和细胞神经网络的零水印

目的 针对奇异值分解算法存在的对角线失真、虚警错误等问题,引入一个寻找最抗攻击缩放比例的参数,提出基于增强奇异值分解的零水印算法。方法 首先将离散小波变换作用于原始图像,对分离出的低频逼近子图进行不重叠分块,对分块后的低频逼近子图作离散余弦变换得到低频系数矩阵,再分别对每个块矩阵进行增强奇异值分解,将得到的最大奇异值与最大奇异值均值作比较构成特征向量;然后对水印图像进行Arnold变换和Logistic映射得到置乱加密后的水印图像;最后将特征向量和置乱加密后的水印图像分别作为细胞神经网络的起始值和控制输入值,通过设定细胞神经网络的反馈模板、控制模板以及阈值来确定具体的可逆逻辑运算。经过可逆逻辑运算处理后的细胞神经网络输出图像即为零水印的注册图像。将注册图像保存到认证中心以证明对图像作品的版权。结果 在JPEG压缩、噪声、滤波、旋转以及剪切等各种攻击下,提取的水印和原始水印的归一化相关值都在96%以上,算法平均运行时间为2.389 s,性能较高。结论 通过利用参数对奇异值矩阵进行调整的方法,不仅增强了算法的鲁棒性,而且解决了奇异值分解（SVD）出现的对角线失真和虚警错误问题。同时通过结合零水印的思想,解决了传统水印算法需在载体图像中嵌入水印而导致的水印不可见性与鲁棒性之间的矛盾。     

基于SIFT特征的公钥水印算法

针对现有公钥水印算法抗几何攻击能力弱的问题,提出一种利用SIFT特征实现抗RST攻击的公钥水印算法,采用SIFT算法对原始图像的特征点进行提取,构造局部特征区域,并在其DCT域中嵌入水印信息,使嵌入水印后的图像能够更好抵御RST攻击,从而满足公钥水印可公开检测的要求。实验结果表明,该算法能够有效抵抗RST攻击和一般信号处理的攻击。     

Digital image authentication and recovery: Employing integer transform based information embedding and extraction

Recently, several semi-fragile watermarking approaches with the additional capability of image recovery have been proposed. However, the security, robustness, and image recovery aspect of these approaches have certain shortcomings. In this paper, a novel semi-fragile watermarking framework using integer transform based information embedding and extraction is proposed, which allows accurate authentication and recovery of the image. It is based on integer wavelet transform with improved security against collage attack, enhanced robustness, and capability of producing better quality recovered image. Security is enhanced by correlating the to-be-embedded watermark with the approximation subband of wavelet transform. Similarly, no unprotected area is left for attacks on the image, either in spatial or transform domain. Robustness is enhanced by using the idea of embedding in largest coefficient inside a group and correlating it with the quantized version of the mean of the group. In particular, the recovery approach is improved by introducing lossless compression and BCH coding of the integer DCT based low-pass version of the cover image itself. Alteration sensitivity is improved compared to traditional block-based approaches and thus the proposed approach can concisely determine the regions where the integrity verification fails. Experimental comparisons with existing approaches validate the usefulness of the proposed multiple semi-fragile watermarking approach.