基于Harris角点的抗几何攻击数字水印算法研究

目的针对第2代数字水印算法具有良好的抗几何攻击能力,提出一种基于Harris提取特征区域并结合标志区的新算法,可有效抵抗几何攻击。方法首先对载体图像进行预处理,得到标准图Harris,提取并筛选特征点,要求特征点稳定集中,再根据水印大小确定嵌入水印的特征区域,筛选特征区域并进行小波分解;最后根据变换后子带的系数均值及调制因子调整小波系数,水印信息被分块后依次嵌入特征区域分解后的子带。结果实验显示文中算法的不可见性好,提取水印的相似度高,PSNR值均在65 dB之上,NC值均大于0.8。结论该算法水印的提取不需原图的参与,具极强的鲁棒性,可有效抵抗常见信号处理攻击。     

基于伪Zernike矩和DWT-SVD抗旋转水印算法

目的提出一种基于伪Zernike矩和DWT-SVD的抗旋转图像盲水印算法。方法对原始图像内切圆的内接正方形区域进行二级小波变换,对其低频子带进行奇异值分解。在一定的嵌入强度下将水印叠加到奇异值矩阵中,实现水印的嵌入。记录含水印图像的伪Zernike矩的相位信息用于检测旋转角度,在提取水印时校正旋转攻击。结果仿真结果表明,该算法水印的不可见性很好,PSNR值高达45.12,提取的水印与原水印相似度很高,NC值为1。该算法对旋转攻击具有很强的鲁棒性,对常见的信号处理攻击具有很强的鲁棒性。结论该算法对任意角度的旋转攻击都有很强的鲁棒性,能满足数字产品的版权保护需要。     

基于Tchebichef矩和Logistic混沌加密的数字水印算法

目的针对现有的基于图像矩的数字水印算法比较复杂、鲁棒性差,尤其在抵抗缩放和旋转等攻击方面性能较差的问题,提出一种基于Tchebichef矩的数字水印算法。方法首先将载体图像进行非下采样Contourlet变换,得到与载体图像大小相同的低频子带,将低频子带分块后对各子块进行奇异值分解(SVD),根据奇异值的特点选择最佳嵌入位置,并由左奇异值和右奇异值矩阵自适应地计算水印嵌入强度,将通过Logistic混沌加密后的水印嵌入选中子块的奇异值中。计算含水印图像的Tchebichef矩,用于旋转及缩放校正。结果实验结果显示,文中算法的不可见性好,提取的水印NC值达到0.9386,能够有效抵抗旋转和缩放攻击。结论该算法对任意角度的旋转攻击和缩放攻击具有很好的鲁棒性,能够达到保护数字产品的目的。     

基于DWT-SVD的可伸缩图像渐进性水印算法

目的提出基于DWT-SVD的可伸缩图像渐进性水印算法,可用于可伸缩图像的版权保护,对可伸缩图像的安全技术具有重要的意义。方法对载体图像进行三级小波分解,确保能量的集中,减小因攻击对水印信息的影响;对各个小波分解的子带都进行H×H不重复分块,对每个子块进行奇异值分解,并计算第1个奇异值,以便选取合适的嵌入强度,经综合考虑,该算法中嵌入强度选为5;将灰度水印图像进行8个位平面分解,根据重要性降低的次序依次嵌入到载体图像三级小波分解和量化后的重要性排序降低的分辨率子带中。结果压缩比从90~20,随着压缩比的减小,提取灰度水印图像的位平面增加,图像质量不断改善,NC值逐渐增大。当压缩比在70以下时,对最低频子带系数无影响;当压缩比增大至80以上时,对最低频子带信息产生一定的影响,但水印图像依然可以提取。不同攻击和常规的信号处理攻击后各级分辨率均可提取到水印信息,水印质量随着分辨率增加逐渐变好。结论渐进性提取和鲁棒性仿真实验表明该算法能很好地抵抗压缩攻击和剪切攻击,并对常规的信号处理攻击具有很好的鲁棒性。     

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。     

一种新的SIFT几何校正的抗几何攻击水印算法

目的为了提高抗几何攻击水印算法的鲁棒性,提出一种新的SIFT几何校正的抗几何攻击水印算法。方法利用尺度不变特征变换算法分别提取原始图像和受几何攻击图像的特征点,在水印提取前,将原始图像和受几何攻击图像进行特征点匹配,按照匹配的特征点对受几何的攻击图像进行几何校正。在水印嵌入过程中,结合奇异值分解(SVD)特征值的稳定性和非负矩阵分解(NMF)线性无关性来增强水印图像的鲁棒性。结果文中算法在剪切、JPEG、噪声等攻击下具有很好的鲁棒性,提取出来的水印图像NC值均大于0.98,在RST攻击下水印图像的NC值也能达到0.97以上。结论提出的抗几何攻击算法能有效的抵抗各类几何攻击,具有很好的鲁棒性。     

基于Logistic混沌加密的NSCT-SVD抖动调制盲水印算法

目的提出一种既安全又具高稳健性的盲水印算法。方法首先通过Logistic映射混沌置乱对图像加密,然后对载体图像进行三层非采样Contourlet变换(NSCT),提取低频部分进行8×8分块,最后对低频带的子块进行奇异值分解(SVD),将混沌变换的水印图像嵌入在进行抖动调制的奇异值中。结果该算法解决了奇异值分解引起的False positive问题即虚警率,在提取水印的算法过程中没有用到原载体图像,实现了水印的嵌入及盲检测。实验结果显示,该算法提高了水印的防伪性,耐常见攻击的抵抗能力也较强。结论该算法满足了数字水印技术要求的隐蔽性和稳健性,并且可以对数字产品起到版权保护的作用。     

基于QR码的DWT-SVD数字水印算法

目的 结合奇异值和小波变换的优点, 针对彩色载体图像进行水印的嵌入和提取, 提高水印的鲁棒性和安全性。方法 根据基于DWT-SVD的数字水印算法, 对彩色载体图像进行RGB到Lab颜色空间的转换, 对L分量作二级离散小波变换, 选择低频子带并对其进行奇异值分解, 同时对原始QR码水印进行奇异值分解。最后根据人眼视觉系统 （HVS） 特性, 选择合适的嵌入强度因子嵌入水印。结果 文中算法对于高斯噪声、 椒盐噪声、 斑纹噪声和泊松噪声、 JPEG压缩、 小角度的旋转攻击、 缩放攻击以及对比度增强有一定的鲁棒性。结论 该算法能够抵抗常见的水印攻击, 满足数字防伪以及版权保护的需要。     

基于 W-SVD 的强鲁棒性复制图像水印算法

在小波变换理论和奇异值分解方法的基础上,提出了一种新的基于两者的W-SVD数字水印算法,能抵抗多种攻击,具有极强的鲁棒性。对原始图像先进行二级小波变换,再对低频子带进行奇异值分解,对原始水印则直接获取其奇异值,最后用加权方法嵌入水印,加权系数由大量MATLAB仿真实验获得。实验结果表明,对任意角度的旋转攻击、高斯椒盐斑纹和泊松噪声攻击、各种滤波攻击和JPEG压缩攻击具有极强的鲁棒性。     

一种抗数字印刷/拍摄的数字水印算法研究及验证

目的数字印刷和手机拍摄是检验含有数字水印的印刷产品版权有效性的主要途径,解决在数字印刷和手机拍摄场景下水印信息难以提取这一问题。方法提出一种基于离散小波变换和奇异值分解的抗数字印刷/手机拍摄的数字水印算法。首先对宿主图像进行二级离散小波变换,对低频子带进行奇异值分解,将Arnold置乱后的水印嵌入到奇异值分解的对角矩阵中,最后进行小波逆变换得到嵌入水印图像。结果含水印信息的峰值信噪比(PSNR)达到了39.67,在不同攻击下的归一化相关系数(NC)均在0.89以上,实际的印刷拍摄测试中NC值也均达到0.94,证明该水印算法在保证不可见性的同时对于印刷产品实际应用中的常见攻击具有很好的抵抗能力。结论对不同品牌的智能手机、印刷设备以及不同种类的纸张采集到的含水印图像进行测试,均能够在印刷和拍摄场景下实现水印提取,证明了该算法的有效性。     

基于奇异值分解的Contourlet域水印算法

目的提高数字水印算法抗信号处理攻击能力,提升水印鲁棒性。方法提出一种基于Contourlet变换和奇异值分解(SVD)相结合的水印算法。对水印图像进行多次Arnold置乱处理,实现置乱加密;选择Contourlet域变换系数的方向子带作为水印嵌入区域;在Contourlet系数构建矩阵中进行SVD分解,并结合人类视觉系统进行嵌入强度的自适应选择。结果实验结果得出图像的峰值信噪比为54.1279 d B,表明所述算法具有很好的透明性、隐蔽性。结论所述图像数字水印算法具有很好的鲁棒性、不可见性以及抵抗各种攻击的能力,对数字产品的版权保护具有促进作用。     

基于IWT-SVD和BRISK的鲁棒图像水印算法

目的 针对数字图像水印中传统奇异值分解算法存在的提取水印对角线失真和目前的特征点匹配算法速度慢引起抗组合几何攻击性能弱问题,提出基于IWT-SVD和BRISK的鲁棒图像水印算法。方法 该方案是将Logistics混沌映射置乱的水印嵌入宿主图像IWT变换后进行SVD分解的矩阵中,然后运用BRISK算法完成失真图像的几何校正,最后根据提取的水印图像特性,用邻域平均法进行对角线元素修正。结果 嵌入水印后PSNR高于42 dB,在各种常规信号处理和组合几何攻击下,NC平均值在0.95以上,提取出的水印对角线失真问题得到明显改善。结论 实验结果表明,该方案能提高图像特征点的匹配速度,性能得到增强,水印不可见性较好,进一步提升了图像的鲁棒性。     

基于Radon变换与Schur分解的彩色图像水印算法

目的 针对彩色图像盲水印算法较为复杂且抗旋转能力差等问题,结合矩阵Schur分解和Radon变换提出一种抗旋转攻击的彩色图像盲水印算法。方法 该算法首先提取彩色宿主图像的U通道图像,其次对U通道图像经NSCT变换后的低频分量进行分块处理,将每个像素块分解为对称矩阵和反对称矩阵,最后对每块对称矩阵进行Schur分解,将二值水印嵌入至分解后上三角矩阵的最大特征值中。提取水印信息时,利用Randon变换对含水印图像进行几何校正后再进行水印提取操作。结果 文中算法提取水印相似度较高,其NC值达到0.9414;结构相似性较高,其SSIM值达到0.9183。结论 该水印算法在常规信号处理攻击、抗旋转攻击下均具有极强的鲁棒性。     

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。