基于NSCT和压缩感知的数字图像水印算法

目的依据压缩感知理论具有很好的计算保密性,提出一种基于NSCT和压缩感知的数字图像水印算法,以解决图像的鲁棒性、不可感知性及保密性之间矛盾。方法首先将水印图像分块压缩感知获得测量值,然后再将载体图像NSCT分解,对低频分量Fibonacci置乱后非重叠分块,对每块进行LU分解、奇异值分解,将每个分块的水印测量值按不同的嵌入强度对应嵌入载体奇异值矩阵中,经过一系列逆变换得到含水印图像。结果该算法在水印的嵌入和提取仿真实验结果中峰值信噪比大于40 d B,重建的水印图像与原图像相似度极高,且能抵抗剪切、高斯噪声、椒盐噪声、高斯低通滤波和JPEG压缩等类的攻击。结论该算法既具有很好的鲁棒性又兼有较强的不可见性,具有切实的可行性。     

基于压缩感知的强鲁棒性彩色图像双水印算法

目的为了解决图像的鲁棒性和透明性之间的矛盾,依据压缩感知理论的计算保密性提出一种基于压缩感知的强鲁棒彩色图像双水印算法。方法首先将水印图像RGB分解后,对G,B分量分块压缩感知获得测量值,再对载体图像G,B分量NSCT分解,对低频分量非重叠分块后LU分解、奇异值分解,将每个分块的水印测量值按不同嵌入强度对应嵌入载体奇异值矩阵中,经过一系列逆变换得到含水印图像。最后用含水印图像R分量分块压缩感知测量值生成零水印,发往IPR中心注册保存。结果该算法在水印的嵌入和提取仿真实验结果中峰值信噪比大于40 d B,重建的水印图像与原图像相似度极高,且能抵抗剪切、高斯噪声、椒盐噪声、高斯低通滤波和JPEG压缩等类攻击。结论算法具有很强的鲁棒性和较好的透明性,实现较简单具有切实的可行性。     

基于关系的提升小波变换域自适应水印方案

目的为了提高嵌入水印后图像的不可感知性和抵抗攻击的能力,提出一种新的基于关系的提升小波变换域自适应图像水印算法。方法先对水印信号进行预处理以增强水印信号的安全性,然后对载体图像进行互不重叠的分块并对每一分块进行二级提升小波变换,其次根据选定的阈值、每一分块选定的系数差值的绝对值及每一分块的亮度和纹理掩蔽特性,自适应地调整选定的一对系数的大小关系以嵌入水印信号,最后进行提升小波逆变换得到嵌入水印后的图像。提取水印时,不需要原始载体图像的参与。结果大量的仿真实验表明,该算法具有较好的不可感知性,对常规的信号处理和部分Adobe Photoshop CS6软件处理也具有较强的鲁棒性。与相似的水印技术相比,该算法具有更好的抗攻击性能。结论提出的算法能满足图像版权保护应用的需要。     

一种强鲁棒性的彩色图像数字水印技术

目的提出了一种彩色图像数字水印技术,解决数字水印在大数据量水印、不可见性和鲁棒性之间的关系。方法该算法对彩色QR码水印和彩色载体图像分别进行RGB三通道分解,彩色水印单通图像进行混沌加密;对彩色载体单通道图像进行Contourlet变换;按对应通道将水印嵌入到载体图像低频经奇异值分解后的对角矩阵。结果该算法在水印嵌入和提取仿真实验结果为PSNR50 d B;鲁棒性仿真实验结果表明,该算法在抵抗任意旋转攻击和基本图像处理操作的攻击下,提取出来的彩色QR码颜色未失真,并且均能够成功解码和自动识别。结论该算法具有较强的鲁棒性和较好的不可见性,能够很好地将彩色水印嵌入彩色图像,可应用到实际的数字版权保护中。     

一种基于NSCT与小波变换的全频域双水印算法

目的为了提高彩色图像的抗几何攻击能力,提出一种基于NSCT与离散小波变换的全频域彩色图像双水印算法。方法基于Fibonacci变换对水印图像进行分块置乱加密,自适应地选择嵌入的强度因子,将彩色载体图像的y分量先分块,再进行NSCT分解,然后进行DWT变换,随机选择生成的嵌入数组,通过调节嵌入数组各块的奇异值将水印循环嵌入到载体图像中。对含水印图像提取其各分块最大奇异值二维量化生成零水印。结果该算法的透明性良好,且能有效抵抗剪切、滤波、缩放、高斯噪声等常见的几何攻击。结论算法解决了单水印功能单一双水印算法2种水印互相干扰的问题,可以对数字产品同时进行版权保护和内容认证,算法具有较好的鲁棒性和不可见性。     

基于DWT-SVD 的强鲁棒全息水印算法研究

在理论分析全息水印和变换域水印的基础上,提出了基于DWT-SVD 的强鲁棒全息水印算法,通过MAT-LAB 仿真软件对该水印算法进行了仿真,验证了该水印算法的安全性、鲁棒性和不可见性。双随机相位调制加密全息技术对水印信息进行加密具有较高的安全性;在DWT 和SVD 变换域中嵌入水印能够保证水印的不可见性及鲁棒性;结合全息技术和DWT-SVD 的特性,克服了现有水印算法不抗旋转的缺点。该算法首先对水印信息进行加密,获取其奇异值;然后对载体RGB 图像的B 分量进行小波分解,获取其2 次小波分解后低频系数的奇异值;最后用加权的方法嵌入水印。水印嵌入与提取仿真实验结果为PSNR>20 dB,NC 值接近于1,说明该算法的可行性;鲁棒性仿真实验表明该算法能够抵抗任意旋转攻击及基本图像处理操作的攻击。     

基于BSVD分解和Radon变换的NSCT域鲁棒水印算法

目的 为了提高水印算法的不可见性及抗旋转攻击的能力,提出一种基于BSVD分解和Radon变换的NSCT域鲁棒水印算法。方法 首先对水印图像进行Arnold变换,然后对载体图像进行NSCT变换,接着对低频子带进行不重叠分块,最后对各子块进行BSVD分解,选择合适的缩放因子,将水印嵌入奇异矩阵的最大奇异值中。提取水印时,先用Radon变换对含水印信息的载体图像进行校正,再提取出水印信息。结果 实验显示,文中算法具有很好的不可见性,PSNR值均在60 dB之上,并且能够抵抗常规信号的攻击,NC值均大于0.95。结论 该水印算法具有良好的不可见性和鲁棒性,抵抗旋转攻击的能力较强。     

基于方向金字塔分解与稳定几何失真校正的鲁棒图像水印算法

目的为了提高水印算法的抗几何攻击能力,并兼顾较高的鲁棒性与不可感知性,设计一种基于方向金字塔分解与稳定几何失真校正的鲁棒图像水印算法。方法首先,引入方向金子塔,对载体图像完成分解,输出对应的低通与高通子带;将低通子带分割为一系列的非重叠块;根据载体的亮度、纹理与边缘掩码,计算水印嵌入强度,最大程度地平衡水印图像的不可感知性与鲁棒性;设计水印嵌入方法,将经过Arnold映射加密后的水印嵌入到非重叠子块中,通过修改载体的方向金子塔分解系数,获取水印图像;将不同的攻击类型作用于水印图像,建立训练样本;再利用方向金子塔分解训练样本,计算高通子带的高斯-厄米矩能量,将其视为特征矢量;再利用特征矢量对模糊支持向量机完成训练,以预测几何失真参数,准确校正受攻击的水印图像;设计水印检测机制,从水印图像中复原水印。结果实验数据表明,与当前图像水印方案相比,所提算法具有更高的抗几何变换能力,以及较好的不可感知性与鲁棒性,其提取的水印失真度最小,对应峰值信噪比保持在40dB以上。结论所提水印算法具有较高的鲁棒性和视觉隐秘性,在版权保护、信息防伪等领域具有一定的参考价值。     

全息数字水印的相关检测研究

通过MATLAB软件对全息水印的Vander Lugt相关检测进行了仿真,结果表明光学相关检测能够提取出载体图像中的原始水印信息,原始水印和其共轭像位置输出相关峰不受提取图像对比度的影响。对含全息数字水印图像进行了嵌入强度、位压缩、剪切、嵌入白噪声的相关实验,结果表明:相关峰均大于3,能够提取出原始水印相关峰信息,可以用于版权保护;同时验证了全息水印具有较强的抗低通滤波、噪声、剪切性能,具有较好的鲁棒性。     

一种新的安全鲁棒全息数字水印技术

提出了一种将快速响应矩阵码(QR码)作为水印的加密同轴全息数字水印技术。该算法将QR码作为水印,提高了水印的鲁棒性;利用双随机相位调制技术对水印加密,增强了水印的安全性;通过离散小波变换将全息水印图像嵌入彩色载体图像的中频系数中,兼顾了水印的不可见性和鲁棒性。提取水印时,进行高斯滤波处理,增加了QR码译码成功率。实验表明,该算法有良好的不可见性和鲁棒性。     

一种基于YC-rC-b颜色空间和视觉特性的彩色图像水印技术

根据图像离散余弦变换频谱图特征及结合人眼对亮度和颜色的对比度敏感视觉特性,提出了一种人眼感知图像最小误差即JND阈值的计算方法,通过计算出的JND阈值,提出了一种基于YCrCb颜色空间的彩色图像水印技术方案。方案依据JND阈值筛选彩色图像的3个分量亮度图变换域频谱系数来进行水印的嵌入和提取。从水印技术方案上看,JND阈值的引入使得水印的嵌入达到最大;嵌入算法使得水印嵌入的位置具有随机性,有力地保证了水印信息的安全性。仿真实验和攻击测试表明:含水印图经压缩攻击后的图像与原始图像基本一样,提取的水印信息与原始水印基本相同;攻击后的含水印图具有较好的透明性和较高的鲁棒性。提出的基于YCrCb颜色空间和人眼视觉特性的彩色图像水印技术方案,是一种可行的、较好的彩色图像技术。     

基于QR码与混沌加密的Contourlet域彩色图像盲水印算法

目的针对现行数字水印算法中抗几何攻击能力弱以及嵌入水印信息容量差的问题,提出一种Contourlet变换下QR码与混沌加密相结合的彩色图像水印算法。方法采用QR码作为水印图像,利用Logistic混沌序列对其进行加密,再将加密的水印图像嵌入到二级Contourlet变换的低通子带中,利用系数间的大小关系,修改系数完成水印嵌入与提取。结果通过实验结果可知,水印的嵌入对载体图像影响较小,PSNR值高达42.764,经过旋转、剪切及常规攻击后,提取出的水印均可正确解码。结论该算法具有良好的安全性、不可见性,对于各类攻击具有较优的鲁棒性。水印信息容量高于普通图像,水印提取方式为盲提取,能够更好地满足各类数字作品版权保护的实际需要。     

抗缩放攻击的高水印容量数字水印算法

目的 为了增加水印算法的可嵌入水印信息容量,解决抗高强度缩放攻击等问题,提出一种基于圆形角度模板的抗缩放攻击、高水印容量的数字水印算法。方法 首先将原始水印信息转换为QR码,根据QR码生成原理提取其数据编码,并进行分组,再将分组的编码转换为角度信息;随机生成具有方向性和周期性的基础圆形模板水印,根据角度信息对其进行旋转,生成待嵌入的圆形角度模板水印;通过修改图像的最小可察觉误差完成水印信息的嵌入;通过检测模板水印中的角度信息,提出水印信息。结果 实验结果表明,该算法不仅可有效抵抗高强度的缩放攻击,同时还可以抵抗色彩调整、旋转、压缩、噪声、滤波、模糊等攻击。此外,该算法可实现较高容量的水印信息嵌入和无损提取。结论 通过对水印信息预处理和圆形角度模板水印的应用,不仅使得该算法具备高水印容量,而且可有效抵抗高强度缩放攻击,在抵抗色彩调整、旋转等图像处理攻击方面同样具备较强的鲁棒性,能满足实际应用需求。     

变换域加密全息水印算法

提出了一种基于DCT-DWT的彩色图像全息水印算法。为了保证水印信息的安全性,该算法首先对水印信息进行双随机相位调制,并生成水印全息图;其次,将载体图像在Lab空间内的L分量进行4×4分块,对每一分块进行DCT变换,抽取每个矩阵的中低频系数,组成一个新的矩阵,并对之进行小波分解,将水印全息图嵌入到它的中低频小波系数上。实验结果表明,基于DCT-DWT变换的水印算法具有较好的不可见性,对常见的攻击具有强鲁棒性。     

基于四元数离散傅里叶变换的全息数字水印算法

目的结合四元数和全息技术的优势,将数字水印技术应用在彩色图像中,以提高水印算法的抗攻击能力。方法将四元数离散傅里叶变换和加密傅里叶全息技术应用到数字水印算法。首先对一幅彩色图像进行数据类型的转换,表示成四元数矩阵,然后对其进行四元数离散傅里叶变换,最后基于人眼视觉特性将水印信息加密后利用重复计算选取合适的嵌入强度后嵌入变换得到的频域矩阵中,实现信息隐藏。结果算法能够将彩色图像作为一个整体进行处理,有较好的不可见性。与此同时,提高了四元数域水印对于裁切攻击的抵抗能力。结论该算法在保证水印不可见性的同时能够抵抗一定程度的攻击,满足数字防伪以及版权保护的需要。     

窄色域抗打印扫描全息水印算法

目的为了提升水印抗打印扫描攻击的鲁棒性,提出一种窄色域抗打印扫描全息水印算法。方法制作打印机的ICC特性文件,应用特性文件转换宿主图像到CMYK颜色模式,从而获得适应该设备的窄色域,将制成全息图的水印嵌入到宿主图像的DWT域内。结果实验表明,该算法经历打印扫描后可顺利提取水印,且打印扫描后获得的水印图像保真度较高。与在RGB颜色模式中嵌入水印相比,该算法水印的鲁棒性和宿主图像的保真度均具有明显优势;相较于嵌入水印到默认转换的CMYK颜色模式,鲁棒性相当,该算法宿主图像的保真度具有明显优势。结论该窄色域算法可提升打印扫描过程中颜色传递的一致性,结合全息图不可撕毁的优势权衡了鲁棒性与保真度的关系,该算法有益于数字水印在防伪印刷领域的应用。     

Fragility and Robustness of Binary-Phase-Only-Filter-Based Fragile/Semifragile Digital Image Watermarking

In the fragile/semifragile digital image watermarking for image authentication, fragility or sensitivity of the embedded watermark to malicious attacks is an important problem. On the other hand, robustness to some incidental manipulations, such as JPEG compression, is required for the semifragile watermark. Recently, a binary-phase-only-fllter (BPOF)-based watermarking technique has been proposed for image authentication, where the authors embedded a watermark upon the BPOF of the Fourier spectrum of an image into the corresponding magnitude. Then, they performed image authentication by calculating the correlation between the extracted watermark and the phase information computed from the watermarked image. In this paper, we propose to use the identical ratio (IR) between the extracted watermark and the computed BPOF to detect watermark and measure the degree of authenticity. The IR is simpler, computationally efficient, and yields better watermark-detection performance when compared to the correlation-based calculation. In addition, it is found that the technique works better for fragile watermarking when compared to the semifragile watermarking. Furthermore, to accommodate semifragile watermarking, we propose to use the low-frequency ranges for watermark embedding and detection, which improves the required fragility and robustness. The performance of the improved algorithm is verified via experimental results.     

基于多小波变换和分块SVD的彩色图像水印算法

提出了一种基于多小波变换和分块SVD的非盲水印算法。选择彩色图像的饱和度分量作为水印的嵌入域,水印为有意义的灰度图像,水印经Arnold置乱后被嵌入到饱和度分量多小波变换的不同中频区域中。实验证明,该算法不仅对噪声、JPEG压缩、剪切及Photoshop处理具有很好的鲁棒性,而且能抵抗旋转、放缩和平移等几何攻击。