基于数字全息和离散余弦变换的数字水印技术

提出了一种基于数字菲涅耳全息和离散余弦变换的数字水印技术.利用全息技术得到原始水印图像的菲涅耳全息图,之后将其嵌入宿主图像离散余弦变换域的中频系数,将水印添加位置和光学系统的几何结构参数作为恢复水印信息的密钥,并且算法属"盲数字水印技术",从而该算法具有较好的安全性和实用性.对算法的测试结果也表明,该算法对噪声,滤波、剪切,旋转、有损压缩等常见的图像处理操作具有较高的稳健性.因此,该算法具有一定的实用价值.     

一种抗旋转的全息水印算法

为了找到一种能够抵抗旋转攻击的安全的水印算法,综合分析了常见的水印算法后,发现离散小波变换、离散余弦变换、奇异值分解的变换域水印能够较好地满足抗旋转攻击的需求。对水印图像进行了双随机相位全息加密,通过密钥保障水印的安全性,把加密的水印嵌入到变换域中。设计了试验,研究了含有水印的图像在平移、缩放、旋转、中值滤波、高斯噪声、椒盐噪声和压缩攻击下提取水印质量的影响。实验结果表明,水印能够抵抗常见的几何攻击,特别是旋转攻击,对常见的噪声压缩攻击同样有很好的效果。基于变换域的全息水印算法具有很好的鲁棒性,能够抵抗常见的几何攻击,具有很好的安全性,没有密钥不能对水印进行检测和去除。     

基于离散余弦变换的三维点云模型全息盲水印

目的 为保护三维模型版权, 提出一种基于离散余弦变换的三维点云模型全息盲水印算法。方法 对三维点云模型进行仿射不变性处理, 将三维模型由直角坐标系转到球坐标系, 并对球坐标中的角度值进行升序排序; 将顶点到质心的距离按顺序存入64×64的数组中, 作为水印嵌入对象; 二值水印图像经全息水印技术生成全息水印, 并对全息水印进行分块离散余弦变换, 在该变换域的中频部分实现对水印的嵌入, 再经过离散余弦逆变换, 实现由频域到空间域的变换, 生成带有水印的三维模型。结果 提出的算法是一种盲水印算法, 对一些仿射攻击具有较好的鲁棒性。将水印嵌在变换域的中频部分, 水印的不可见性及稳定性增强。结论 提出算法可成功获得水印信息, 采用全息技术实现了三维模型版权保护。     

一种小波和余弦变换组合域内鲁棒的自适应零水印算法

克服了传统数字水印方案在嵌入水印时要对原始图像数据进行一定修改从而导致嵌入水印图像质量下降的局限性,提出了一个基于离散小波变换和离散余弦变换组合域内鲁棒的自适应零水印算法.算法首先对原始数字图像进行适当层次的离散小波变换,并对得到的小波逼近子图进行离散余弦变换,然后依据待嵌入二值字符水印的大小和相应的系数差值要求自适应...     

基于 DWT-SVD 和 QR 码的抗几何攻击数字水印技术

目的为了抵御QR码数字水印图像的几何攻击,提出一种基于奇异值分解和离散小波变换的数字水印技术。方法利用QR码编码规则,将文本信息编码生成宿主图像;将宿主图像进行对数极坐标变换,然后进行一级小波分解,利用奇异值分解原理在其低频分块中嵌入置乱后的水印图像,形成含水印的QR码图像。结果实验结果表明,该算法可以使QR码水印图像抵抗旋转、缩放、平移(RST)等几何攻击。结论算法有良好的鲁棒性和不可见性,能够作为一个可行的版权保护和认证的工具。     

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。     

基于混沌和置乱双重加密的数字图像水印算法

提出一种基于离散平稳小波变换的变换域的数字图像水印嵌入和提取算法.本算法先将数字水印图像进行置乱变换(Arnold变换),然后将置乱后的水印图像进行混沌加密,将加密后的水印按行展开成一维行向量,并将像素值从大到小排序,将原始图像平稳小波分解得到的低频系数也按行展开成一维行向量 ,并按从大到小排序.将排序后的水印图像嵌入排序后的低频系数中,变回二维后结合其它频域重构出水印图像 ,水印提取是嵌入过程的逆过程,将提取出的水印图像进行混沌解密、Arnold反置乱变换得到原始水印图像.本算法选择了合适的水印嵌入位置,实验结果表明:该算法使图像的不可见性好,而且所嵌入的水印对一般的图像处理攻击如噪声、滤波、旋转、压缩等有较强的鲁棒性.     

基于图像校正的抗几何变换全息水印算法

目的提出了一种基于图像校正的抗几何变换全息水印算法。方法在水印嵌入时,将原始二值水印图像,利用共轭对称延拓傅里叶计算全息方法生成全息水印,并嵌入在原始图像小波变换的对角线高频系数中,逆变换得到含水印图像。在含水印图像的DFT域中嵌入模版信息,在水印提取时,首先利用模版信息对图像进行校正,然后提取水印信息。结果该算法保留了全息水印的优良特性,结合了模版匹配校正技术,可以有效抵抗滤波、噪声、裁切、JPEG压缩、旋转、等比例缩放及其组合攻击。结论该算法在实际应用中能有效抵抗几何攻击,可以应用于数字图像的版权保护中。     

基于视觉感知特性的矢量地图可逆水印算法

针对二维矢量地图特定的数据结构以及水印嵌入带来的地图变形问题,提出了一种基于视觉感知特性的可逆水印算法。该算法首先基于顶点密度估计策略对矢量地图多边曲线的噪声不敏感区域进行选择;其次为使得水印嵌入带来的扰动最小,选择噪声不敏感区域顶点坐标的小数部分作为载体数据;最后依据水印嵌入阈值选择性修改整数离散余弦变换(DCT)变换后的交流分量(AC)系数值完成水印的嵌入。该水印方案在精确提取水印信息的同时可以完全无损恢复原始矢量数据,因而更加适用于矢量地图版权保护。实验结果表明,该水印方案在保证视觉不可感知的同时具有较高的嵌入容量及较强的鲁棒性。     

基于 QR 码的抗几何攻击数字水印

针对目前数字水印无法抵抗几何攻击的问题,提出了一种基于 QR 码的抗几何攻击数字水印算法。 将文字信息进行了 QR 码编码,所得 QR 码作为水印信息。 将载体图像进行一级离散小波变换,在变换后的低频子图中分块嵌入了水印信息。 实验结果表明,本方法可以抵抗常见的旋转、等比例和不等比列缩放攻击,同时对 JPEG 压缩也具有很好的鲁棒性,此数字水印技术能够广泛应用到数字作品的版权保护中。     

抗几何形变全息水印防伪技术

目的为了提高水印的抗几何攻击能力,以DCT(余弦变换)变换生产全息水印,并通过DCT嵌入宿主图像的中频区域,结合Randon变换技术,使得水印拥有良好的抗裁切和几何形变性能。方法首先,根据FFT(傅里叶变换)和DCT全息的成像特点介绍全息水印。然后,通过计算机系统将原始图像与参考光干涉,生成全息图像后经DCT变换,利用DCT嵌入到宿主图像的Y通道中。最后,结合Randon变换算法检测扫描图像倾斜角度。结果以嵌入强度a为0.4嵌入打印扫描后,含水印图像的PSNR值达到39.53,提取水印SSIM达到0.783。嵌入水印有很强的不可见性,提取水印清晰,嵌入量较大,有一定的鲁棒性。结论该算法能够快速、准确地从受到旋转、滤波、噪声、裁切和几何形变等攻击的宿主图像中提取水印。     

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。     

Optical watermark scheme based on singular value decomposition ghost imaging and particle swarm optimization algorithm

An optical image watermarking algorithm, based on singular value decomposition (SVD) ghost imaging and multiple transforms, is designed. The watermark image is first encrypted by applying an SVD ghost imaging system, then the encrypted watermark is embedded into the cover image with the help of multiple transforms, including lifting wavelet transform (LWT), discrete cosine transform (DCT), discrete fractional angular transform (DFAT) and SVD. Four sub-band images are produced from the host image by LWT and DCT. The improved DFAT, whose scaling factors and parameter are optimized by particle swarm optimization algorithm, is operated in the new matrix. Afterwards, SVD is executed in the two-part image and the encrypted watermark is embedded in the host image by mutual operation of different matrices. Simulation results validate that the proposed watermark scheme is superior in the aspects of security, robustness and imperceptibility.     

基于YCoCg-R颜色空间与离散余弦变换的自适应彩色图像水印算法

目的为了解决当前彩色图像水印技术的水印容量和不可感知性不佳等问题,设计基于YC_oC_g-R颜色空间和离散余弦变换的自适应图像水印算法。方法首先,将载体图像从RGB空间转换到YC_oC_g-R空间,计算Y,C_o,C_g这3个颜色分量;随后,引入离散余弦变换DCT对Y分量进行处理,获取相应的DCT系数;引入模糊聚类分析,将DCT低频系数视为局部特征,利用SVM机制对DCT低频系数进行训练分类,确定出适合嵌入水印的DCT系数;设计水印嵌入机制,将水印数据隐藏到合适的DCT低频系数中;借助可逆DCT方法,将Y分量从频域变换到空域;联合初始的C_o与C_g分量,将其变换到RGB空间,输出水印图像;最后,通过相应的水印提取方法,复原初始水印信息。结果测试数据表明,与当前水印方法相比,所提技术具有更高的不可感知性与水印容量,其水印图像的PSNR值为43.67 dB,且其允许的水印容量可超过1 bits,在多种攻击下,复原水印的质量更高,相关系数NC均超过了0.92。结论所提技术能够较好地将水印信息隐藏在载体图像中,具有较高的鲁棒性和安全性。     

Robust audio watermarking using frequency-selective spread spectrum

A novel audio watermarking scheme based on frequency-selective spread spectrum (FSSS) technique is presented. Unlike most of the existing spread spectrum (SS) watermarking schemes that use the entire audible frequency range for watermark embedding, the proposed scheme randomly selects subband(s) signal(s) of the host audio signal for watermark embedding. The proposed FSSS scheme provides a natural mechanism to exploit the band-dependent frequency-masking characteristics of the human auditory system to ensure the fidelity of the host audio signal and the robustness of the embedded information. Key attributes of the proposed scheme include reduced host interference in watermark detection, better fidelity, secure embedding and improved multiple watermark embedding capability. To detect the embedded watermark, two blind watermark detection methods are examined, one based on normalised correlation and the other based on estimation correlation. Extensive simulation results are presented to analyse the performance of the proposed scheme for various signal manipulations and standard benchmark attacks. A comparison with the existing fullband SS-based schemes is also provided to show the improved performance of the proposed scheme.     

基于图像特征区域的加密全息水印算法

针对图像的特征区域,提出了一种变换域的加密全息水印算法。根据K-均值聚类思想,将图像分为前、后景区特征区域,用双随机相位调制为全息水印加密,提高水印的安全性;通过DCT 变换,在变换域中将加密的全息水印嵌入中频系数,兼顾了人眼的视觉特性和水印的鲁棒性,且属于盲水印算法。实验结果表明,该水印算法能够抵抗常见的各种攻击,重建水印清晰、有效,水印具有极强的隐蔽性、鲁棒性和安全性。     

一种感兴趣区域防溢出数字水印算法

目的针对工程设计图纸、医学影像等存在大量边缘值像素点的图像在嵌入水印时容易出现像素值溢出的问题,文中提出一种基于感兴趣区域防溢出的水印方案。方法该方案使用改进后的区域生长法分割原始图像得到不规则形状的ROI,再通过填充像素值得到矩形水印嵌入区域,对该区域进行提升小波变换,并经过Arnold置乱,通过对水印嵌入区域的分块和扫描,跳过边缘像素值,使用奇偶映射的方法将制成QR码的水印信息嵌入至宿主图像。结果嵌入水印后图像边缘仍完整,像素值溢出现象得到大大改善,嵌入水印后图像峰值信噪比高于48db,水印不可见性高于一般水印嵌入方案,满足高精度图像对水印不可见度要求,且经过攻击后仍能实现水印的提取。结论该方案充分考虑到含有大面积背景和大量边缘像素值图像的特点,保证认证水印嵌入至图像关键ROI区域,在保证原图质量的基础上实现了防溢出的水印嵌入,经过攻击后提取的水印仍能够读取认证信息,在包装印刷工程中具有实际应用价值。     

基于掩蔽效应和抖动调制的盲水印方案

通过对信号处理领域抖动调制原理的分析,并结合人类视觉系统的掩蔽效应,提出了一个DCT 域盲水印模型。在MATLAB 仿真环境中,针对二值图像水印,实现了水印的预处理、嵌入、提取以及F 范数下水印检测。在水印嵌入过程中,通过自动调节量化步长改善了水印的透明性,水印检测时无需原始宿主图像,实现了盲检测,而且省略了反余弦变换过程,降低了算法复杂度。仿真实验表明,水印算法在JPEG 高强度压缩、剪切、各种噪声叠加以及多重水印等攻击下具有高鲁棒性。算法思想可应用于数字版权保护以及隐秘通讯等领域。