基于Contourlet域特征点的抗几何攻击水印方法

有效抵抗几何攻击的水印算法是目前水印技术研究的难点之一,很小的几何变形就可能使大多数水印算法失效.对图像Contourlet变换和Harris-Affine算子的特性进行了分析和讨论,在此基础上提出了一种以仿射不变特征点的基于Contourlet的抗几何攻击水印算法.首先,用Contourlet变换提取出多尺度、多方向的纹理信息;再用Harris-Affine检测算子从变换域的中、低频方向子带中提取出仿射不变特征点,结合自适应局部结构的特征尺度确定特征区域,并用U变换对其归一化处理,水印就自适应地嵌入到归一化后的区域中;水印嵌入采纳矢量量化的策略,将水印信息重复嵌入到不同方向子带、多个不相交的局部仿射不变特征区域.检测时,利用特征点实现水印的重同步,采用多数原则来提取水印的位信息,无需求助于原始图像.仿真结果表明,算法不仅具有较好的透明性,而且对常规信号处理和去仿射攻击均具有较好的鲁棒性     

一种基于图像特征的彩色图像水印算法

为了提高水印算法的抗几何攻击能力,提出一种基于图像特征的彩色图像水印算法。首先利用加速鲁棒性特征SURF(Speed-Up Robust Features)算法提取出图像中稳定的特征点,并为其构造SURF特征描述算子,使提取出的特征点具有尺度不变性;然后根据特征尺度的自适应性获得局部特征区域并对其进行归一化处理;之后对局部特征区域进行斜变换,并获得其中频系数;最后结合奇异值分解SVD(Singular Value Decomposition)算法完成水印的嵌入。实验结果表明,嵌入水印后的图像在经过噪声以及几何攻击后,其提取的水印与原水印仍具有较高的相似度,该算法具有较好的鲁棒性。     

基于特征点的图像水印嵌入方案

提出一种新的图像水印嵌入算法,用Harris算子提取宿主图像的多个特征点,以选定的个别特征点为中心,形成互不重叠方形区域,并进行小波变换。将水印信息分别嵌入到特征点对应区域的小波低频系数中。实验结果表明,该算法的水印不可感知性较好,且可抵抗多种水印攻击,其中对JPEG压缩、几何剪切等攻击的鲁棒性较突出,可应用于图像的版权保护。     

基于特征点模板的Contourlet域抗几何攻击水印算法研究

抵抗几何攻击的数字水印是目前水印算法研究的热点与难点之一,一个微弱不可察觉的几何攻击就可能使绝大多数水印算法失效.文中对图像的Contourlet变换特性进行了分析和讨论,在此基础上提出了一种以特征点为模板的基于Contourlet的抗几何攻击水印算法,包括:(1)在Contourlet变换域最高阶方向子带的相同带内坐标中搜索纹理最丰富的位置作为嵌入位置,这样水印在被嵌入到图像重要区域的同时也保证其被嵌到纹理丰富的区域中;(2)根据嵌入点在低频对应位置的能量和高尺度同方向子带对应位置的纹理信息,确定了一种自适应的水印嵌入强度的策略,使得水印在嵌入位置和嵌入强度的选择上都保证了嵌入的水印具有很好的透明性和极大的鲁棒性;(3)改进了Harris-Laplace算子,利用该算子从含有水印的图像中提取出具有几何形变鲁棒性的特征点作为模板;(4)水印检测时,先利用特征点模板对应点之间的变换关系实现水印重同步,然后通过统计图像的相关性来验证水印的存在.仿真实验表明,所提出的水印算法不仅具有很好的透明性,而且对常见的图像处理和几何攻击具有很好的鲁棒性.     

一种尺度空间特征区域的强鲁棒性水印算法

针对数字水印算法中特征区域选取不足以反映图像重要信息,导致鲁棒性减弱的问题,提出一种尺度空间特征区域的强鲁棒性水印算法。通过尺度空间特征点检测,提取靠近载体图像重心且互不重叠的特征区域,合成特征区域矩阵,用变换域水印算法嵌入水印,对可能受到攻击的含水印图像提取特征区域,合成其特征区域矩阵,用嵌入水印算法逆过程提取水印。实验表明,该算法不仅对常规攻击和噪声攻击都具有强鲁棒性,且不可见性良好。     

DWT域抗几何攻击水印算法研究

鲁棒水印面临的最大问题就是几何攻击.小波变换域不具有几何不变性,一个微弱不可察觉的几何攻击就能使小波域水印算法失效.提出了一种新的以特征点作为模板、有效抵抗几何攻击的图像水印算法.它包括:(1)根据小波变换空间各子带呈树形结构的特性,选择每棵小波树中纹理最强的方向子树的树根作为水印嵌入点;(2)根据嵌入点在低频对应位置的能量和该方向子树高频叶子结点的纹理信息确定一种自适应嵌入水印策略;(3)利用Harris-Laplace算子从含有水印的图像中提取出具有几何形变鲁棒性的特征点,将其作为模板;(4)水印检测时,先利用特征点模板通过线性变换恢复几何形变的图像.然后通过统计图像的相关性来验证水印的存在,无需原始图像.仿真实验表明,所提出的水印算法不仅具有很好的透明性,而且对常见的图像处理和几何变换具有很好的鲁棒性.     

基于SVR的嵌入强度自适应的图像水印算法

如何优化水印嵌入强度是数字水印研究中的关键问题，并与水印的鲁棒性和不可感知性密切相关。本文针对图像数据，基于SVR模型提出一种嵌入强度自适应的水印算法。在图像特征方面，本文选取图像的LBP算子和小波变换的低频系数，根据SSIM指标确定合适的水印嵌入强度，生成训练样本数据集并对SVR模型进行训练；在水印嵌入过程中，首先对水印进行加密等预处理，然后对图像子块进行DWT变换，运用训练好的SVR模型确定水印嵌入强度并嵌入水印，同理可根据密钥和SVR模型进行水印的提取。实验结果表明，本文提出的算法在保证图像质量和水印不可见性的前提下，能够对图像进行自适应地水印嵌入和提取，同时对噪声、压缩、剪切等攻击均具有较好的鲁棒性。     

基于NSCT变换的轮廓匹配水印算法

针对常见抗几何攻击水印算法存在的不足,设计一种基于非采样NSCTContourlet(NonsubsampledContourletTransform)变换的鲁棒水印算法.算法利用NSCT提取图像轮廓并用于几何校正.水印嵌入过程分为三步:首先利用NSCT域高频系数提取图像轮廓;其次依据图像轮廓提取特征点用于几何校正;最后水印信息自适应量化嵌入NSCT域低频系数.实验结果表明,该算法不仅具有很好的透明性,同时对常见图像处理攻击和几何攻击均具有很强的鲁棒性.     

基于改进曲率尺度空间技术的图像水印算法

提出一种新的鲁棒性水印算法,利用改进的曲率尺度空间技术,提取图像的少量较顽强角点,用于重建受几何攻击的图像。选取2个chirp信号作为水印信息,将其嵌入图像的分数傅里叶变换（FRFT）域,选用变换阶次和水印嵌入位置矩阵作为算法密钥,根据chirp信号在FRFT域呈现的冲激特征检测水印信号。仿真实验结果表明,该算法具有较高不可见性、安全性和鲁棒性。     

基于图像特征和霍夫曼编码的图像水印算法

将霍夫曼编码原理引入数字水印领域,提出一种基于图像特征的数字水印新算法,以降低数字水印算法复杂度。算法在嵌入水印时,首先将数字图像进行三级小波分解,并提取三级逼近分量的边缘特征。然后用霍夫曼编码计算边缘特征矩阵的顶端结点,再将此结点值嵌入到细节分量中。最后进行三级小波逆变换得到嵌入水印的图像。算法在提取水印时,根据嵌入水印的过程找到嵌入点,提取出待检测图像中的水印,并分析得到检测结果。仿真实验表明,该算法复杂度低、载荷小,具有很好的有效性和可行性。     

基于图像特征的鲁棒性数字水印算法

为了同时实现图像版权保护和图像内容的真伪性鉴定,提出了一种基于数字图像特征的鲁棒性数字水印算法。先利用Hessian变换提取宿主图像的特征区域,并根据每个特征区域内各个像素点的局部方向,将用于版权保护的水印信息嵌入到这些特征区域中。同时,向图像中除特征区域之外的区域嵌入用于图像内容真伪鉴定的脆弱性水印。水印提取过程是水印嵌入的逆过程,在不需要原始图像的情况下实现了版权水印和内容鉴定水印的提取。实验表明,该算法能抵杭大多数的移除攻击等几何篡改,对篡改发生的位置定位效果良好。     

一种感兴趣区域二维水印算法的实现

针对图像中用户选定的感兴趣区域ROI(Regions of interest)的保护,提出形状自适应离散小波变换SA-DWT(Shape Adaptive DWT)是实现感兴趣区域二维水印算法的有效工具.水印图像(一幅灰度图像)经压缩后生成可以嵌入的水印序列,同时SA-DWT变换作用于ROI区域,通过选择变换系数的嵌入位置和嵌入准则实现水印信息的嵌入;最后提取水印信号,通过重构恢复水印图像.攻击实验表明该算法可以抵抗常见的图像攻击手段,ROI区域得到了有效保护.     

A robust color image watermarking using local invariant significant bitplane histogram

Desynchronization attacks that cause displacement between embedding and detection are usually difficult for watermark to survive. It is a challenging work to design a robust image watermarking scheme against desynchronization attacks, especially for color images. In this paper, we propose a robust color image watermarking approach based on local invariant significant bitplane histogram. The novelty of the proposed approach includes: 1) A fast and effective color image feature points detector is constructed, in which probability density and color invariance model are used; 2) The fully affine invariant local feature regions are built based on probability density Hessian matrix; and 3) The invariant significant bitplane histograms are introduced to embed digital watermark. The extensive experimental works are carried out on a color image set collected from Internet, and the preliminary results show that the proposed watermarking approach can survive numerous kinds of distortions, including common image processing operations and desynchronization attacks.     

基于SIFT的椭圆区域鲁棒数字水印方案

如何有效抵抗去同步攻击是数字图像水印研究领域的热点问题之一。利用图像仿射协变特征,提出一种可有效抵抗去同步攻击的鲁棒水印算法。对目前流行的利用多尺度Harris和SIFT描述算子来匹配图像的方法,后者有较好的匹配效果,对恢复同步水印更加稳定,并且能较好抵抗去同步攻击。该算法利用性能稳定的SIFT算子提取图像特征点,并通过基于最小生成树聚类算法的选择策略获得一组稳定且彼此独立的椭圆仿射协变特征区域,基于特征区域,利用椭圆归一化得到具有缩放和旋转不变性的圆形区域。将圆形区域进行非下采样轮廓变换（NSCT）,其中非下采样轮廓变换不仅克服了小波（Wavelet）变换的非奇异性最优基缺点,而且提供了优于轮廓（Contourlet）变换的平移不变性。将水印嵌入变换后的低频子带中。该算法实现盲提取,仿真实验结果表明,提出的算法是有效的且对常规图像处理、几何攻击以及组合攻击均具有较好的鲁棒性。     

A feature-based robust digital image watermarking against desynchronization attacks

In this paper,a new content-based image watermarking scheme is proposed.The Harris-Laplace detector is adopted to extract feature points,which can survive a variety of attacks.The local characteristic regions (LCRs) are adaptively constructed based on scale-space theory.Then,the LCRs are mapped to geometrically invariant space by using image normalization technique.Finally, several copies of the digital watermark are embedded into the nonoverlapped LCRs by quantizing the magnitude vectors of discrete Fourier transform (DFT) coefficients.By binding a watermark with LCR,resilience against desynchronization attacks can be readily obtained.Simulation results show that the proposed scheme is invisible and robust against various attacks which includes common signals processing and desynchronization attacks.     

基于第二代Bandelet变换的抗几何攻击图像水印

抗几何攻击的鲁棒图像水印设计是目前水印技术研究的难点和热点之一. 文中分析了图像的Bandelet变换特性, 提出了一种以图像特征点矢量集为特征向量的回归支持向量机(Support vector regression, SVR)和第二代 Bandelet变换的抗几何攻击图像水印算法,采取的主要方法包括: 1)在Bandelet变换提取的刻画图像局部特征的几何流系数上, 采用奇偶量化嵌入水印; 2)利用Harris-Laplace算子从归一化的含水印图像中提取具有几何形变鲁棒性的图像特征点,构造特征点矢量集 作为特征向量,应用回归支持向量机对几何变换参数进行训练学习; 3)水印检测时, 先利用SVR训练模型得到待检测图像所受几何攻击的参数并作几何校正,然后通过奇偶检测器盲提取水印.仿真实验表明,所提出的水印算 法不仅具有良好的透明性,而且对常规图像处理、一般性几何攻击和组合攻击均具有良好的鲁棒性.     

A New Digital Image Watermarking Algorithm Resilient to Desynchronization Attacks

Synchronization is crucial to design a robust image watermarking scheme. In this paper, a novel feature-based image watermarking scheme against desynchronization attacks is proposed. The robust feature points, which can survive various signal-processing and affine transformation, are extracted by using the Harris-Laplace detector. A local characteristic region (LCR) construction method based on the scale-space representation of an image is considered for watermarking. At each LCR, the digital watermark is repeatedly embedded by modulating the magnitudes of discrete Fourier transform coefficients. In watermark detection, the digital watermark can be recovered by maximum membership criterion. Simulation results show that the proposed scheme is invisible and robust against common signal processing, such as median filtering, sharpening, noise adding, JPEG compression, etc., and desynchronization attacks, such as rotation, scaling, translation, row or column removal, cropping, and random bend attack, etc.     

基于Harris-Laplace特征区域的遥感图像水印算法

针对现有遥感影像数字水印算法多为全局水印算法,抵抗旋转、行列剪切、水平镜像以及联合几何攻击能力较差,提出一种基于Harris-Laplace特征区域的局部化遥感影像水印算法。算法依据密钥生成一个随机序列,对其实施二值化,并选取一段作为待嵌入的数字水印;在宿主遥感影像中提取Harris-Laplace特征点,并依据其确定水印嵌入特征区域;最后,根据待嵌入的水印信息,将所选特征区域进行圆环划分,利用奇偶量化方法将水印嵌入其中。实验证明该算法对JEPG压缩、噪声及滤波等常规信号处理具有较好鲁棒性的同时,能够更好地抵抗旋转、缩放、平移及其联合等几何攻击。     

基于仿射协变区域的抗几何攻击图像水印算法

提出了一种基于仿射协变区域的抗几何攻击数字图像水印算法. 首先利用仿射不变点检测算子提取图像特征点, 并通过基于最小生成树聚类算法的选择策略获得一组稳定且彼此独立的仿射协变特征区域. 然后基于特征区域, 利用图像归一化和主梯度方向对齐得到具有缩放和旋转不变性的圆形区域. 最后将水印在空域直接嵌入到圆形区域中. 大量的实验结果表明本文方法是有效的, 对常规图像处理、几何攻击以及组合攻击均具有较好的鲁棒性.     

Robust localized image watermarking based on invariant regions

The robustness of the localized watermarking methods mainly depends on the robustness of the feature locating the watermark. Based on the mean luminance of the disk, a rotation and scale invariant feature extraction algorithm is proposed. A theoretical verification of the rotation and scale invariance of extracted feature points in the continuous image is further performed. The extracted feature points are used to construct rotation and scale invariant circular regions, where the watermark is embedded after affine normalization. Experimental results show that the constructed regions fit the watermarking applications much better than those in previous feature-based watermarking schemes from the aspect of robustness against common attacks including filtering, JPEG compression, cropping, rotation and scaling, and the proposed localized image watermarking scheme has better robustness than previous feature-based watermarking schemes against common signal process and geometrical attacks while maintaining imperceptibility.