基于感兴趣区域的图像水印嵌入算法研究

鉴于现有绝大多数图像水印方案将载体图像看作整个场景,并未考虑载体图像自身的结构特征及人们感兴趣的视觉目标区域,本文提出了一种基于感兴趣区(ROI)的小波域图像水印嵌入算法.该算法首先结合人眼视觉感知特性,在小波变换域内利用k-均值聚类提取出感兴趣区域;然后对感兴趣区域进行小波变换,并结合图像局部相关性对小波系数进行自适应的量化调制,将水印信息嵌入到感兴趣区域的低频子带内.仿真实验表明,所提出的水印嵌入算法不仅具有较好的透明性,而且对JPEG压缩、叠加噪声、锐化等常规图像处理操作具有较好的鲁棒性.特别地,该算法能够有效抵御恶意剪切、目标移动、替换背景等攻击,而且可以实现盲检测.     

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.     

硬C-means聚类和DT-CWT变换的数字图像水印算法

为了提高数字水印图像的鲁棒性,提出一种基于硬C均值聚类和双树复小波变换域的图像水印算法。该算法对载体图像进行一层双树复小波变换分解,利用人类视觉特性对其2个低频子带进行硬C均值聚类划分,确定可嵌入信息区域。将二值水印图像信号经过Hilbert曲线置乱和降维,形成一维信号序列。利用图像自身局部相关性,调节水印嵌入强度并修改小波系数值,实现将水印嵌入到可嵌入信息区域。实验表明,该算法具有良好的透明性且对压缩、剪切、噪声和滤波等几何攻击具有高鲁棒性。     

基于混沌和SVD DWT的稳健数字图像水印算法*

针对现有适用于图像的数字水印对信号处理和几何失真比较敏感的问题,提出一种稳健的数字图像水印算法。该算法先对整个图像应用三级离散小波变换,再对低频域运用奇异值分解,并通过修改奇异值,嵌入经过混沌置乱的水印图像的奇异值,在小波变换域的中频系数上嵌入水印信息。水印检测时,分别在中频区域和低频提取水印并进行比较,采用效果较好的水印作为检测水印。实验结果表明,该方法对一般的信号处理操作及几何攻击等均具有较好的鲁棒性。     

基于小波变换和FCM分析的盲水印算法

利用人类视觉系统(HVS)的掩蔽效应和图像的局部相关特性,提出一种结合小波变换和模糊聚类分析的水印嵌入算法。在图像B通道下的小波域系数中,根据HVS的掩蔽性进行模糊聚类分析以选择适合嵌入水印的区域,结合图像的局部相关性和隶属度自适应地嵌入水印。算法在提取水印时无需原始载体图像的辅助。实验表明,该算法具有较好的透明性,而且对诸如JPEG压缩、图像锐化、几何裁剪、叠加噪声和平滑滤波等攻击均具有较好的鲁棒性。     

一种基于M序列扩频的小波域数字水印

该文基于小波变换多分辨率的优良特性，结合M序列扩频技术的保密性强、抗干扰的特点，提出了一种盲数字水印方法。对原始图象先进行小波分解，然后用M序列扩频的方法把水印图象嵌入到变换后图象的第三层细节子图中，而后进行小波重构得到嵌入水印信息的图象。进行相关检测时不需要原始图像。实验证明该水印有很强的不可见性和鲁棒性。     

基于DWT的数字图像水印算法研究

研究了一种基于小波变换(DWT)的自适应图像水印算法。该算法引入了基于噪声可见函数(NVF)的感知模型来描述图像的局部特征,并根据此模型决定水印信息的嵌入深度。水印嵌入过程是:首先对载体图像进行小波分解并选择中频部分做为水印的嵌入区域;然后通过计算中频部分的噪声可见函数决定嵌入因子;最后通过小波反变换得到嵌入水印的图像。实验证明,该算法对具有不同特性的灰度图像的自适应性较强,且对常见的攻击具有较强的鲁棒性。     

基于图像纹理特征的虚假数字水印*

提出了一种基于图像分割和小波变换的数字水印算法。该算法根据载体图像所分割区域内的纹理特征,运用模糊控制决定嵌入的系数,并利用小波变换嵌入水印变换后的信息,最后提取并检测水印信息。实验结果表明这个算法取得了良好的效果。     

基于小波的图像数字水印方案

根据小波变换与人眼视觉特性相适应,提出的数字水印算法在图像的小波域进行,在嵌入水印前先对原始图像作小波变换,在小波变换的中低频系数上嵌入水印,然后再进行小波反变换,得到一幅加水印图像。在水印检测时先作小波变换,再在小波域中进行检测。实验结果表明改进算法具有较为理想的效果。     

基于SVD和Radon变换的抗旋转攻击盲水印算法

为了提高传统基于奇异值变换（SVD）的数字水印抗几何攻击能力,提出一种在小波变换域将Radon变换和奇异值变换相结合的抗旋转攻击鲁棒性水印算法。将宿主图像进行小波变换,对变换后的低频子带进行奇异值分解,将经过仿射变换置乱后的二值水印图像嵌入到奇异值中。在水印嵌入操作上采用了奇偶量化嵌入算法从而实现了二值水印图像在水印检测时的盲提取;同时在水印检测之前,利用Radon变换检测算法对待检测图像进行几何校正,然后提取水印信息。实验结果表明,该算法对于噪声感染、滤波、JPEG压缩等常规信号处理的鲁棒性优于传统的基于SVD的数字水印算法,同时对于旋转几何变换具有很好的鲁棒性。     

彩色数字图像的脆弱数字水印

针对彩色数字图像局部区域内容保护和认证,研究了彩色数字图像的脆弱数字水印.为了保证水印的安全性,利用三维二值混沌序列对原始二值水印图像进行加密,对提取的加密二值水印图像进行解密.嵌入载体图像的水印和从嵌入水印的图像中提取的水印均是加密水印.将彩色数字图像中被保护区域的三个分量的小波变换域分别嵌入加密水印,以保护其内容的完整性和不可篡改性.采用模运算实现水印的嵌入和盲提取.理论分析和实验结果表明,该脆弱水印算法对彩色数字图像保护区域内的任何篡改,都能够正确地检测和定位.     

基于混沌序列的多重数字图像水印算法

采用一维混沌映射，根据不同的混沌初始条件生成多个互不相关的混沌实值序列，进而得到性能良好的多重数字图像水印信号，有效地解决了多重数字图像水印信号的构造问题．同时采用二维混沌映射将各水印信号置乱，随机均匀地叠加在图像小波变换的中低频系数上，各水印信号的嵌入和提取可以互不干扰，解决了多重数字图像水印的嵌入问题．实验结果表明，该算法对各种常见的攻击均具备了一定的抵抗能力，可有效地解决数字图像产品的多著作权问题．     

基于DCT变换的图象分块数字水印算法

数字水印是数字作品版权保护的重要技术手段,不可察觉性和鲁棒性是图象水印中基本要求,但它们却是一对互相制约的因素.该算法提出了一种新的数字水印嵌入和提取方法,以一幅图象作为水印,信息量大,优于通常把文本,字符作为水印的方法;分块随机嵌入提高了水印嵌入的顽健性;根据图象局部特征确定水印的嵌入强度,使水印的嵌入强度随图象局部特征变化而变化.针对典型攻击的实验结果表明该算法具有很好的鲁棒性.     

基于曲波变换的大容量盲数字水印技术

阐述了曲波变换（Curvelet Transform）的基本原理,并提出采用基于曲波变换的人类视觉模型来优化数字水印的稳健性;还利用EMD（Exploiting Modification Direction）算法所特有的高效大容量嵌入方法来扩展水印的嵌入容量,使得数字水印在稳健性和透明性之间的平衡性上有了明显的提高。该算法不仅可以有效地应对各种常规的信号处理攻击,而且还可以防止大部分的恶意水印攻击。同时由于曲波变换的特点,算法的抽取和检测不需要原始水印和原始载体的参与,是一种全盲水印算法。最后的实验结果证明该算法相比于其他多种变换域类稳健水印算法,稳健性和透明性都有明显提高。     

实离散分数Krawtchouk变换及其在数字图像水印中的应用

目的传统Krawtchouk变换处理图像时存在变换域信息表示单一、不可调节等问题,传统分数阶Krawtchouk变换处理实信号表示有冗余等问题。为了构造更加灵活的图像变换域表示,提出了实离散分数阶Krawtchouk变换,并应用于数字图像水印。方法利用对传统Krawtchouk变换矩阵特征值分解的方式,通过对分解后的特征值矩阵的实矩阵分数化构造得到了实离散分数阶Krawtchouk变换的变换矩阵,从而构造出实离散分数阶Krawtchouk变换。然后,利用所提变换从实数域变换到实数域这一特性,提出了在实离散分数阶Krawtchouk变换嵌入水印信息的图像水印算法。算法采用了图像分块处理的方式,对每个图像块的实离散分数Krawtchouk变换系数进行奇异值分解,将水印信息嵌入奇异值分解矩阵中,然后进行逆向实离散分数阶Krawtchouk变换得到嵌入水印后的图像。结果通过比较所提实离散分数阶Krawtchouk变换域水印算法和传统Krawtchouk变换域水印算法,提取水印的平均错误率在中值滤波、均值滤波、高斯滤波、JPEG压缩和缩放攻击下,分别降低了12.39%、10.04%、18.50%...     

Perceptual Digital Watermarking for Image Authentication in Electronic Commerce

Digital watermarking has been presented to protect the copyright of electronic multimedia data. The previous proposed watermarking algorithms mostly embed sequences of random numbers or binary images as the watermarks. In this paper, an image accreditation technique by embedding digital gray-level image watermarks in images is proposed. In the proposed method, the host image and the watermark are decomposed into wavelet coefficients. The contextual energies of the host-image wavelet coefficients are computed to select embedding coefficients. The watermark wavelet coefficients are sorted and then embedded in the selected host coefficients. The experiments show that the proposed method provides extra robustness against JPEG-compression, image-processing, and even composite attacks compared to the traditional embedding methods. Moreover, the proposed method has no need of the original image to extract the embedded watermarks. The proposed method facilitates electronic commerce application developers to select adequate digital watermarking techniques for their development systems.     

安全高效的水印认证协议

基于完全零知识交互证明系统和位委托方案,提出了可证明的安全水印认证协议.现有文献大都使用基于Cox的扩频数字水印方案或对其进行修改后的扩频水印方案.采用了鲁棒性较强的更适合于版权保护的乘法嵌入规则,在宿主信号中嵌入水印;水印检测时,在充分考虑了不同的变换域、信道特性以及人类视觉特性的基础上,采用基于广义高斯分布和Weibull分布模型的各种变换域的鲁棒优化检测器.使用位委托方案对数字水印信息进行委托,并联合使用随机序列隐藏水印嵌入位置信息.协议确保了在证明相应水印存在的同时,没有泄露任何有关水印的敏感信息,防止了蓄意攻击者利用认证过程中泄露的有关水印的敏感信息(如水印、水印位置、提取密钥等)来移除或伪造水印.数字水印方案对各种变换域的水印检测器给予了较全面的考虑,所以,应用该协议进行水印认证,其安全性、有效性、鲁棒性和实用性都有较大提高.     

基于有限脊波变换域的图像水印技术

提出了一种基于有限脊波变换域实现图像水印的方法,其优点是良好的稳健性和层次性.这种算法充分利用有限脊波变换的特点,把原始图像和水印分解成多频段的图像来嵌入水印.检测时,把加了水印的图像分解,通过计算处理每一层取得所有的有关信息.     

图像块的自适应均衡水印算法

目的 针对水印算法通常利用实验确定强度参数,实验工作量大并且具有随机性,得到的参数无法较好地均衡水印不可见性和鲁棒性,提出一种基于图像块的自适应均衡水印算法。方法 利用尺度不变特征变换（SIFT）提取原始图像中鲁棒性强的特征点作为水印嵌入区域,将提取的嵌入区域分成4个大小相等且互不重叠的图像块,并对各图像块进行奇异值分解（SVD）,得到与各块相应的奇异值矩阵,各块与水印做一级离散小波变换后产生的各子带相叠加,生成嵌入加密水印块,重组得到水印矩阵,降维后将特征点还原到原始图像。根据果蝇优化算法（FOA）中适应度函数迭代确定加密水印强度参数,构造水印图像的自适应嵌入,来均衡水印的不可见性和鲁棒性,水印检测可直接作用在受攻击后的图像上,无需校正恢复。结果 对标准灰度图像进行多组实验,得到含水印图像峰值信噪比均达到43dB以上;对水印载体图像分别进行噪声、压缩、剪切、旋转仿真攻击实验,提取水印图像与原始水印图像的归一化相关系数都达到0.94以上。结论 SIFT算法实现图像块局部嵌入,提取特征点稳定性强,结合SVD算法使水印嵌入性能良好,利用FOA算法自适应确定最优参数,使水印图像嵌入效果达到最佳状态,最终均衡了水印的不可见性和鲁棒性。     

基于傅立叶域的有意义图像数字水印算法

为了使数字水印具有较好的识别率和鲁棒性,本文提出了基于傅立叶域的有意义图像数字水印算法。该算法利用了Arnold变换方法、相关性检测方法和傅立叶域特性,并通过采取嵌入两个不相关伪随机序列的方法,有效地提高了识别率,水印嵌入在最重要的分量,以获得较好的鲁棒性。仿真实验表明,该算法具有可行性。