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。     

一种新的基于标志区的抗旋转盲水印算法

目的提出一种新的基于标志区的抗旋转盲水印算法。方法将载体图像嵌入旋转标志区和水印区域标志区,旋转标志区用来检测图像的旋转角度,水印区域标志区用来寻找水印嵌入的区域;标志区的宽度大于10,防止旋转对空域系数的改变影响到检测标志区的位置及角度,该算法中标志区宽度选为12。对载体图像进行三级小波分解,确保能量的集中,减小因旋转对水印信息的影响。利用图像相邻像素的特征平均值,将水印信息嵌入到三次小波分解后的低频逼近子带中。结果旋转攻击从0°~45°或90°~135°,随着角度的增加,NC值减小;在45°~90°或135°~180°时,随着角度的增加,NC值是增大的;在受到旋转45°和135°攻击后,提取不出水印信息。平移攻击和常规的信号处理攻击后NC值均大于0.8。结论鲁棒性仿真实验表明该算法能很好地抵抗旋转攻击和平移攻击,并对常规的信号处理攻击具有很好的鲁棒性。     

基于NSCT-DWT-SVD的强鲁棒多重数字水印算法

目的提出基于NSCT-DWT-SVD结合的复合数字水印算法,实现水印信息的隐蔽嵌入,提高水印的鲁棒性。方法首先对水印信息进行Arnold置乱,对载体图像进行NSCT变换,将产生的与原载体图像大小相同的低频子带进行小波变换,后对小波变换的低频部分进行SVD分解,确定嵌入强度后将水印信息叠加到奇异值矩阵中,实现水印的嵌入。结果经仿真实验发现,该算法在保证水印嵌入信息量的前提下,满足了水印信息的隐蔽性,PSNR值达到30 d B以上,NC值达到了1,同时该算法对压缩、滤波、剪切攻击的鲁棒性较强,NC值均达到0.92以上,抵抗旋转攻击时仍能提取出较清晰的水印图像。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。     

基于整数小波变换与矩阵分解的感兴趣区域可逆水印算法研究

目的针对传统感兴趣区域水印算法抵抗几何攻击能力较弱的缺陷,提出一种基于IWT-Schur的感兴趣区域可逆水印算法。方法首先对载体图像做小波变换,筛选出各子带ROI系数,接着采用Arnold变换加密水印图像,加密水印图像做整数小波变换得到一系列分量。最后结合Schur分解,将水印各分量对应加至载体各子带的ROI。结果采用整数小波变换IWT与矩阵Schur分解的嵌入方式,使得含水印图像的视觉质量良好,算法实现容易。含水印图像没有受到干扰时检测到的水印与原水印一致,含水印图像受到攻击时,也表现出良好的性能,检测到的水印品质较好。结论实验证明,此方案水印提取正确,且感兴趣区域无损恢复。     

基于人眼对比度敏感视觉特性的彩色图像水印技术研究

目的研究结合人眼对比度敏感视觉特性的彩色图像水印技术。方法结合图像变换域频谱特征和人眼对比度敏感视觉特性,提出一种新的人眼感知图像误差阈值的计算方法。依据计算的阈值,设计一种新的基于人眼视觉特性的彩色图像水印嵌入和提取技术方案,并进行仿真实验和多种攻击测试。结果嵌入了水印的彩色图像与原始彩色图像及提取的水印与原始水印相比,几乎一样,人眼无法分辨。经过3种攻击测试后提取的水印信息仍清晰可见,含水印图的PSNR和提取水印的相似度值均较高;在水印方案中,将彩色图像变换到与设备无关的CIELAB颜色空间进行水印的嵌入和提取,有效地提高了水印的实用性。结论文中提出的水印技术具有较好的透明性、鲁棒性和实用性。     

一种抗任意角度旋转的全息水印算法

目的针对目前数字水印在抗旋转攻击方面鲁棒性较差等问题,提出一种基于DWT变换和仿射变换的抗任意角度旋转的数字全息水印算法。方法首先对数字水印进行全息加密,保证水印的安全性;结合DWT变换,将水印信息嵌入载体图像;然后通过仿射变换实现图像的角度校正,进而实现抗任意角度旋转攻击及其他常见攻击。结果水印在受到各种攻击后,仍能被有效提取,尤其是抗任意角度旋转攻击,NC值均大于0.6。结论提出的算法对任意角度旋转攻击有较强的鲁棒性,可以有效地从含水印的图像中提取水印信息,保证了水印的安全性和有效性。     

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.     

抗偏移行攻击盲鲁棒图像水印算法

利用区域点设计抗偏移行攻击修正方法估算偏移行数,把偏移行攻击转化成剪切攻击,从而提出一种抗偏移行攻击盲鲁棒图像水印算法。嵌入端将原始图像分割成互不重叠的子块,通过调整每个子块四列像素数值大小嵌入水印。检测端先对攻击后的含水印图像进行抗偏移行攻击修正,然后通过像素值大小比较和多数判决原则提取水印。算法具有良好的不可见性,而且实现了盲提取。算法采用抗偏移行攻击修正,在抵抗偏移行攻击上表现出较强的鲁棒性。实验结果还表明,算法在抵抗高斯低通滤波、剪切、添加椒盐噪声、添加高斯噪声常规信号处理上也表现出较强的鲁棒性。     

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。     

脊波变换域盲数字水印方案

鲁棒性是数字水印最基本的要求之一,水印嵌入的位置和强度直接影响到水印的鲁棒性.本文提出了一种新的基于离散脊波变换(DRT)的盲水印算法,利用脊波变换对线状奇异性的稀疏表示特性,找出图像中视觉重要信息,并将水印嵌入其中,提高了水印的鲁棒性.根据图像局域脊波系数来选取水印嵌入强度,保证了水印的不可见性.水印提取不借助于原始图像,能实现盲提取.在强烈攻击的情况下,实验结果表明,此方法对JPEG压缩、滤波、噪声、裁剪等攻击具有很好的鲁棒性.     

基于倍福PLC的779型条盒包装机烟包制动系统的改造

目的 为解决FOCKE-FX 779型条盒包装机因故障引起的设备快速停机,复位启动后因烟包制动系统不稳定而造成的烟包擦碰、夹烟问题,设计一套基于倍福PLC的烟包挡块机构,辅助原机制动系统完成烟包的准确定位.方法 通过设计电气控制逻辑,在倍福PLC中完成控制程序编写,将原机制动气囊正压空气接通信号和烟包堆垛到位信号关联到挡块机构的控制电磁阀,实现烟包挡块机构与烟包制动系统的控制一致性,同时保证挡块机构按照设定控制次数7次,配合原制动气囊对烟包进行制动,增强制动系统的稳定性.结果 改造后的烟包制动系统稳定性得到明显提升,消除了因烟包定位不准出现擦碰而带来的产品质量隐患,779型条盒包装机的总停机率由5.08％降低到2.27％,设备"产质耗"指标得到明显改善.结论 烟包挡块机构工作稳定,功能可靠,后期免维护性强,满足了生产设备稳定性需求,能为同类型问题的处理提供参考和借鉴.     

基于SIFT特征点匹配的抗几何攻击水印算法

目的为了有效抵抗几何攻击,实现水印图像的嵌入与检测的同步。方法将水印嵌入到图像小波分解后的奇异值中,然后利用SIFT(scale invariant feature transform)特征点所具有的旋转、缩放和平移不变性进行宿主图像和受攻击图像的匹配,并估计受攻击图像的几何攻击参数,对可能失真的图像进行几何校正。结果图像经过几何失真、常规图像处理攻击或JPEG压缩后,嵌入的水印依然能被可靠地检测和提取。结论理论分析和大量实验结果表明,该算法校正精度高,具有良好的不可见性和鲁棒性。     

多尺寸普适的抗印刷扫描水印算法

目的为了赋予固定尺寸水印自适应不同尺寸宿主图像的尺寸普适性,提出一种多尺寸普适的抗印刷扫描水印算法。方法对宿主图像进行裁剪、分层、分块获得图块,计算每个图块的最大奇异值,取最大奇异值前九的图块组成拼接图像,结合水印嵌入算法在拼接图像中抽取获得待嵌图像,将制成全息图的水印嵌入待嵌图像的DWT域内。结果实验表明,将固定尺寸水印嵌入不同尺寸宿主图像后,随着宿主图像尺寸的增加,水印图像的不可见性明显提高,并且经历模拟印刷扫描可顺利提取水印。结论该算法不仅可以赋予固定尺寸水印适应不同尺寸宿主图像的普适性,且提升了水印嵌入后的不可见性,对印刷扫描具有较好的鲁棒性,为数字水印在印刷防伪领域的应用研究提供了新思路。     

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。     

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。     

Greyscale image encoding and watermarking based on optical asymmetric cryptography and variational image decomposition

In this paper, a novel greyscale image encoding and a watermarking scheme based on optical asymmetric cryptography and variational image decomposition (VID) are proposed. In this proposed scheme, the greyscale watermark is encoded into a noise-like pattern by the phase-truncated Fresnel transform (PT-FrT)-based optical asymmetric cryptography. The greyscale host image is decomposed into its cartoon part and texture part by the VID technique. After that, the encoded watermark is embedded into the host image’s texture part by a discrete wavelet transform (DWT) based fusion approach. The proposed scheme can achieve a better watermark invisibility and a higher robustness by embedding the watermark into the host image’s texture part. Additionally, the proposed scheme can achieve a high security, because the PT-FrT-based optical asymmetric cryptography can resist some common cryptographic attacks. The feasibility, robustness and security of the proposed scheme have been demonstrated by extensive experiments and comparison with other relevant image encoding and watermarking schemes.