图像数字水印的攻击与评估

近年来,随着多种图像数字水印算法的提出,有必要建立一系列评估算法性能的评估标准.本文列举了一系列对数字图像的攻击方法,提出了检验图像水印算法稳健性和不可见性的标准,并给出了空域法和基于小波法下图像水印质量的评估结果.     

基于残差学习的新型不可感知水印攻击方法

传统的水印攻击方法虽然能够干扰水印信息的正确提取, 但同时会对含水印图像的视觉质量造成较大损失, 为此提出了一种基于残差学习的新型不可感知水印攻击方法. 首先, 通过构建基于卷积神经网络的水印攻击模型, 在含水印图像和无水印图像之间进行端到端非线性学习, 完成含水印图像映射到无水印图像的任务, 达到水印攻击的目的; 其次, 根据水印信息的嵌入区域选择合适数目的特征提取块以提取含水印信息的特征图. 鉴于含水印图像和无水印图像之间的差异过小, 水印攻击模型在训练过程中的可学习性受到限制, 导致模型很难收敛. 引入残差学习机制来提升水印攻击模型的收敛速度和学习能力, 通过减少残差图像(含水印图像和提取的特征图像做差)与无水印图像之间的差异来提升被攻击图像的不可感知性. 此外, 还根据DIV2K2017超分辨率数据集以及所攻击的基于四元数指数矩的鲁棒彩色图像水印算法构建了训练水印攻击模型的数据集. 实验结果表明该水印攻击模型能够在不破坏含水印图像视觉质量的前提下以高误码率实现对鲁棒水印算法的攻击.     

信息隐藏安全性研究

指出信息隐藏安全的必要条件和主要因素,给出信息隐藏安全性度量指标。根据信息隐藏通信模型,从信息隐藏的原理和面临的威胁方面分析信息隐藏安全性,给出各要素对信息隐藏安全的影响,指出载体信息、秘密信息、隐藏密钥的保密性是隐藏系统安全的必要条件,隐藏密钥的强度是制约其安全的主要因素。从抵抗攻击的角度提出用不可感知性、抗提取性、鲁棒性作为信息隐藏安全性度量指标。     

一种新的自适应音频数字水印算法

提出了一种新的自适应音频数字水印算法，它首先将视觉上可辨的二值水印图像降为一维序列，再将水印序列与m序列做扩频调制，最后对语音信号进行分段离散余弦变换，把经过调制的水印信息自适应地嵌入到变换域绝对值最大的系数上，仿真实验证明了算法的稳健性和不可觉察性。     

时域抗JPEG压缩数字水印算法的设计

本文首先介绍数字水印的含义、用途和基本特征;然后详细说明了为了隐藏秘密信息,防止针对图像有意或无意的攻击,设计了基于时域的抗JPEG压缩数字水印算法,并讨论了水印嵌入过程中各个参数在调节水印不可感知性、鲁棒性和容量3者关系时的作用;最后,本文列出了不同攻击下水印嵌入的效果和水印提取的结果.其结果表明,该方法可以针对所经受的JPEG压缩程度以及其他攻击的强度,自由调节各个参数,以达到水印不可感知性、鲁棒性和隐藏信息容量之间的平衡,并保证隐藏信息的完整性.     

DCT域音频水印:水印算法和不可感知性测度

针对音频信号,提出了一种水印算法,该算法利用DCT频谱中的DC直流系数数据正负性不易改变的特性来嵌入水印信息,通过实验结果说明该水印算法可以在鲁棒性与不可感知性之间达到平衡.另外,提出了一种结合心理声学模型的客观评价含水印信号失真度的方法,通过实验结果和理论上的分析都说明这种不可感知性的测度可以体现人类听觉的主观特性,是一种比较合适的客观评价方法.     

数字水印技术简介

数字媒体极大地改善了我们的视听享受和物质文化生活,但其内在特性导致可以在几乎没有任何质量损失的条件下随心所欲地复制他们,如何有效地保护媒体版权所有者的合法权益成为学术界和产业界共同的课题．数字水印技术应运而生,成为。最后一道防线”．本文介绍了数字水印的应用领域、基本要求及系统框架,给出了一个典型的算法．最后进行了总结．     

基于尺度不变特征的脊波域量化水印算法

针对传统数字水印算法抵抗旋转、缩放等几何攻击能力较弱的问题,提出一种基于尺度不变特征的脊波域量化水印算法.利用尺度不变特征变换构造稳定的图像局部区域,对局部区域实施脊波变换,选择能量较大方向上的脊波细节系数,利用量化索引调制策略嵌入水印信息.仿真结果表明,该算法具有较好的检测性能,在抗压缩、叠加噪声、缩放、剪切等攻击方面具有较强的鲁棒性.     

基于2D sine Logistic混沌映射的医学图像频域加密算法

针对现有医学图像加密算法在加密效率和安全性上的不足,提出一种基于2D sine logistic混沌映射的医学图像小波域加密算法。算法首先利用整数小波变换将医学图像从空域转换为频域,充分打破像素间的相关性;其次,利用2D sine logistic混沌映射生成混沌序列,选取三级小波分级的低频系数LL3进行扩散和置乱加密,提高加密效率;并且将二级小波分解的中高频系数HL2和LH2进行扩散加密,解决加密图像中存在的明显轮廓问题;最后将加密后的小波系数进行小波逆变换得到加密图像。实验仿真结果表明,算法具有高安全性和加密效率,与现有空域方法相比,加密时间约为1/40;与现有频域方法相比,在保证加密效率情况下具有更好的加密图像隐蔽性。     

图像信息隐藏不可感知性指标研究

分析目前衡量信息隐藏算法不可感知性指标的不足之处,根据人类视觉特性,提出一种新的有原始载体图像作对照时的视觉不可感知性评价指标,该指标综合考虑了载体图像的背景照度、背景纹理复杂性、空间位置及其方向性对视觉掩蔽效应的影响,试验证明该指标能比峰值信噪比及加权峰值信噪比更好地衡量隐藏信息的不可感知性.它不但能评价灰度图像,而且能评价二值图像,解决了灰度图像与二值图像不能使用同一评价指标的问题.