一种基于混沌和汉明码的数字图像篡改检测及修复算法

提出了一种基于混沌映射和汉明码的数字图像篡改检测及修复算法.该算法采用了目前在信道编码中广泛使用的编组码汉明码,将差错控制应用于图像认证和修复,并使用混沌映射保证算法的有效性和安全性.分析及实验表明:该算法在保证良好的视觉效果,嵌入较少认证信息的前提下,可以有效地进行数字图像篡改检测,并能够完成一定程度的图像修复.     

自嵌入双功能图像水印算法

利用自嵌入技术提出一种同时实现版权保护和内容认证的双功能图像水印算法.在嵌入端,首先将原始图像划分成互不重叠的子块,将各子块每个像素的最低m位置0,然后将最低m位置0后的子块进行奇异值分解,通过提取奇异值范数的最高位奇偶性产生原始鲁棒特征水印,然后再将原始鲁棒特征水印嵌入各子块每个像素的最低m位得到含水印图像.检测端从攻击的含水印图像提取鲁棒特征水印的过程与嵌入端产生原始鲁棒特征水印的过程类似,并且通过计算提取的鲁棒特征水印与原始鲁棒特征水印之间的归一化相关度进行版权鉴别,通过判断提取的鲁棒特征水印与攻击图像各子块每个像素的最低m位的一致性实现篡改检测进行内容认证.理论分析和实验结果都表明算法具有非常好的不可见性.实验结果还表明,算法不仅在抵抗添加噪音、剪切、JPEG压缩、平滑、重采样和几何攻击如随机删除行、向右偏移列、向下偏移行表现出很强的鲁棒性,而且能够精确定位出篡改位置和区分篡改类型.因此,算法具有版权保护和内容认证双重功能.     

基于Krawtchouk矩和Contourlet变换的多目的水印

提出了一种基于Krawtchouk矩和Contourlet变换的多目的水印算法.首先对图像进行两级Contourlet分解,通过计算其低频分量的Krawtchouk低阶矩不变量来构建鲁棒水印,然后在剩下的带通分量中选择一个作为水印嵌入域并在其中嵌入半脆弱水印,给出了实验结果,并从水印的不可见性、抗攻击能力及篡改的定位能力三个方面进行了定量评测.实验结果表明,该算法具有很强的鲁棒性和较好的脆弱性,能同时有效地保护版权和认证图像.     

基于数字全息与小波变换的图像数字水印技术

提出一种以数字全息和小波变换为基础的数字水印技术,实现在原始图像中嵌入数字全息水印。首先通过傅里叶变换方法将待隐藏的图像制成数字全息水印图,接着将数字全息水印图和原始图像都分为四个子块,并对原始图像子块进行小波分解,最后将数字全息图像子块嵌入到原始图像相应子块较大的小波系数中。实验仿真结果证明了该水印技术对图像剪切和图像有损压缩有较好的稳定性。     

基于混沌的自嵌入安全水印算法

利用混沌系统的伪随机性和初值敏感性，提出一种基于混沌的自嵌入安全水印算法.该算法以混沌初值为密钥生成混沌序列，根据混沌序列的索引有序序列随机生成图像块的水印嵌入位置.与现有的自嵌入算法相比，该算法实现了水印嵌入位置的随机选取，有效扩大了算法的密钥空间，且解决了自嵌入水印算法如何准确定位篡改块的问题.理论分析和仿真结果表明，该算法不仅提高了自嵌入水印算法的篡改定位的能力，而且进一步增强了算法抵抗向量量化攻击和同步伪造攻击的能力. 关键词： 数字水印 混沌 脆弱水印 自嵌入     

一种基于超混沌系统的立体图像零水印算法

为了在不改变立体图像质量的前提下对立体图像实施版权保护,提出了一种基于超混沌离散系统的立体图像零水印算法. 该算法利用立体图像左右视点小波变换域低频子带视差的稳定性以及离散余弦变换直流系数稳定的特点构造了一种视差零水印. 在水印构造过程中,利用了超混沌离散系统的初始值敏感性、参数密钥空间大和动力学行为复杂等特性映射视差零水印的 位置信息,从而增强了水印算法的安全性.此外,还分析了水印安全性与水印容量之间的关系. 实验结果表明,该立体图像视差零水印算法对加噪、滤波、压缩、剪切、图像放大和缩小等各种对称和非对称攻击表现出了 较强的鲁棒性.     

基于PSNR-NC函数优化和非抽样双树复小波变换的自适应多重水印算法

针对多重水印信息的有效嵌入和提取,提出了一种基于峰值信噪比-归一化相关系数函数(PSNR-NC)优化和非抽样双树复小波变换的自适应多重水印算法。该算法首先利用PSNR-NC函数来确定水印的最佳嵌入位置,其次通过非抽样双树复小波变换-奇异值分解(UDTCWT-SVD)算法将多个相互独立的水印信息嵌入到彩色宿主图像中,最后通过水印提取算法在含水印图像中提取多重水印,有效实现了多个版权信息的嵌入和提取。实验结果表明,嵌入水印图像具备良好的不可见性,所提算法对常见的图像处理攻击,特别是在抵抗JPEG压缩、噪声攻击和滤波攻击方面表现出较强的鲁棒性。     

基于混沌Logistic和Arnold二次加密的图像水印算法研究

针对图像水印在不可见性和鲁棒性方面很难同时满足的问题。提出一种基于混沌对原始水印图像进行双重加密的方法,使水印信息具有双重的保密性;根据人眼视觉系统将不同强度的水印分量自适应地嵌入到DCT的中频系数中,使嵌有水印的图像具有良好的视觉不可见性。实验表明,该算法在水印自身的安全性和相关性,系统的鲁棒性方面相对于其它算法都有很大的提高。     

基于SIFT图像特征区域的全息水印技术

为了增强水印的不可见性和鲁棒性,提出了一种基于图像特征区域的水印算法。首先利用SIFT(Scale Invariant Feature Transform)算法从载体图像蓝色B通道中提取图像特征点来进行优化和筛选,根据优化后的稳定特征点及其特征尺度确定图像的特征区域,再结合全息技术,对原始水印图像进行双随机相位加密,生成加密全息水印;然后对特征区域进行离散余弦变换(DCT);最后在其中频区域嵌入加密全息水印。在提取水印时无须借助原始图像,是盲水印技术。实验结果表明:该算法重建的水印图像与原始水印图像的NC值高达0.95;水印的嵌入对图像质量影响很小,PSNR值高达55.97,能够抵抗常规信号攻击及缩放、剪切、平移等几何攻击。     

基于非抽样Contourlet变换的彩色图像数字水印算法

研究了小波变换和Contourlet变换的不足,利用非抽样Contourlet变换的多尺度性、多方向性以及平移不变性特征进行彩色图像数字水印.先对图像进行非抽样Contourlet变换得到不同尺度不同方向上的系数.然后为了满足水印的不町见性和稳健性,在低频系数和高频系数中采用不同的嵌入强度.并依据人类视觉的彩色感知特性,在蓝色分量中嵌入较多水印,在其他颜色分量选取变换系数能量最大的区域嵌入水印.与同样嵌入规则的Contourlet变换算法和平稳小波变换算法相比.该算法具有更好的稳健性,利用该算法得到的水印相似度更高,最高町提高约0.5.     

A blind color image watermarking based on DC component in the spatial domain

Color image watermarking has become essential and important copyright protection or authentication scheme. It is noted that most of the existing color image watermarking algorithms are performed only in the single domain (spatial domain or frequency domain), and not to integrate these merits of the different domains. By utilizing the generating principle and distribution feature of the direct current (DC) coefficient, a novel blind watermarking algorithm is proposed for color host images in this paper. Firstly, the Y luminance of host image is divided into 8 × 8 sub-blocks and the DC coefficients of each block are directly calculated in the spatial domain without DCT transform. Secondly, according to the watermark information and the quantization step, the DC coefficients are calculated and their increments are further utilized to modify directly the values of all pixels in the spatial domain instead of the DCT domain to embed watermark. When watermark extraction, only the watermarked image and the quantization step are needed in the spatial domain. Experimental results show that the proposed method not only can resist both traditional signal processing attacks and geometric attacks, but also has more efficient in computational complexity. Comparisons also demonstrate the advantages of the method.     

可抵抗JPEG压缩的鲁棒可逆水印

提出一种可用于半脆弱认证的鲁棒可逆水印算法。该算法利用了鲁棒的统计量-图像均值,通过计算相邻两个图像子块均值的差分,根据差分的范围,将差分进行不同程度地平移来嵌入水印;再根据差分的平移量分别调整两个子块的各个像素,以保证算法的可逆性。同时该算法利用分块直方图调整来避免像素的溢出。对常见图像和三类医学图像（CT、超声波、X光图像）进行仿真实验,发现该可逆水印算法对JPEG压缩具有良好的鲁棒性。与Ni的算法相比,该算法具有更好的图像质量。     

双随机相位加密同轴傅里叶全息水印防伪技术

提出了一种制作加密的傅里叶变换全息图像的方法,通过光学系统或计算机系统将原始数字图像经过双随机相位模板调制并与参考光干涉生成加密的傅里叶变换全息图像.将加密的傅里叶变换全息图像作为水印可以叠加隐藏在载体数字图像中,用于证明载体数字图像的版权.通过打印和扫描实验证明了含水印数字图像,可以通过普通的印刷技术印制在证件中;印刷品中的含水印载体数字图像,可以通过扫描输入计算机变换生成数字图像,通过盲检测技术可以从中提取所含数字水印,从而证明印刷品的真实性,提高了防伪能力.     

基于HVS的小波变换数字图像水印算法

为实现图像水印在数据认证、访问控制和版权保护等领域发挥作用,提出一种人眼视觉感知特性的小波变换数字图像水印算法。首先对二值图像水印进行Arnold变换,并采用行堆叠的方法,转换成一维序列,然后根据密钥生成的高斯序列中值的正负来确定水印信息嵌入时是采用那种调制方式,最后对原始图像进行3级DWT分解,在小波图像的第二层中频子带中,结合人眼视觉特性将水印正向或负向调制叠加在宿主图像大于JND 值的小波系数上。实验结果表明:该算法能抵抗JPEG压缩、加噪、剪切等多种攻击,具有良好的透明性,鲁棒性和安全性。     

Object based dual watermarking for video authentication

Video cameras have been widely installed in public facilities for the surveillance applications. So, video authentication has becoming increasingly attractive. This paper presents a dual watermarking for video authentication based on moving objects. For each frame, the frame index, as a watermark is first embedded into the moving objects of the corresponding frame using a reversible watermarking method, aiming to detect the temporal tampering. Then the principle content and the details of the moving objects combined with the authentication code, as the other watermark, are embedded into the frame for spatial tampering location and recovery. Specially, a synthesized frame method is proposed for lossless recovery of moving objects and effective extraction of frame index. Statistical analysis and experiment results show that the proposed method can locate spatial, temporal and spatio-temporal tampering accurately. The spatial tampered regions can be recovered approximately and the moving objects can be restored completely when the tampered area is limited.     

改进的小波域混沌数字水印算法实现

在对小波域中数字水印的嵌入算法研究的基础上,利用混沌序列所特有的不可预测性,将混沌理论引入数字水印的创建中,提出了改进的小波域混沌数字水印算法,并通过仿真实现了利用Logistic映射产生的混沌序列有序的嵌入小波域数字水印的方法,该算法具有密钥唯一性、不可逆性、不可见性、鲁棒性等特点.实验证明该算法具有很好的视觉效果,是一种实际可行的数字水印算法.     

Novel single-channel color image encryption algorithm based on chaos and fractional Fourier transform

A new color image encryption algorithm based on fractional Fourier transform (FrFT) and chaos is proposed. The colors of the original color image are converted to HSI (hue-saturation-intensity), and the S component is transformed by the random-phase encoding based on FrFT to obtain a new random phase. The I component is transformed by double random-phase encoding based on FrFT using the H component and the new random phase as two phase plates. Then chaos scrambling technology is used to encrypt the image, which makes the resulting image nonlinear and disorder both in spatial domain and frequency domain. Additionally, the ciphertext is not a color image but a combination of a gray image and a phase matrix, so the ciphertext has camouflage property to some extent. The results of numerical simulations demonstrate the effectiveness and the security of this algorithm.     

Blind image watermarking based on discrete fractional random transform and subsampling

This paper proposes a blind watermarking scheme based on discrete fractional random transform. The watermark information can be a binary sequence, a gray level image or a set of decimal fractions sampled from a given source signal. The host image is subsampled into four subimages, and the high correlations among their discrete fractional random transform coefficients are exploited for watermark embedding. Based on this self-reference strategy, the watermark can be extracted without the aid of the host image. As a fragile watermarking technique, our scheme can be used in tamper detection. Besides, it can be used in self-embedding for a large payload is provided. Meanwhile, security of the watermark is preserved due to the randomness of the discrete fractional random transform. Experimental results demonstrate the effectiveness of our scheme.