基于小波变换和奇异值分解的图像水印算法研究

利用小波变换频谱特性和图像奇异值分解特征,提出了一种结合人眼对比感知特性的图像水印算法。并通过结合人眼视觉特性,将置乱的水印以一定的强度嵌入到图像的奇异值矩阵中,采用其逆过程提取水印,通过仿真进行了验证。对其实施了压缩、剪切、高斯噪声和中值滤波攻击测试,与前人提出的8种水印算法的抗攻击性能进行对比分析。结果表明,在质量因子为20%的较强压缩攻击下,提取水印的NC值仍能达到0.8359,含水印图的PSNR和SSIM达到25.0908dB和0.8451,且比8种水印算法具有更好的鲁棒性。综合表明,提出的算法有效地解决了水印嵌入过程中鲁棒性、视觉透明性与水印嵌入量之间的平衡问题。     

基于Contourlet变换域的自适应量化索引调制数字图像水印算法

提出了一种新的基于Contourlet变换域的自适应量化索引调制数字图像水印算法.原始二值水印经过扩展置乱、降维和伪随机序列加密,嵌入到宿主图像经Contourlet变换后的低通子带系数中.根据低通子带能量分布特性,对分块低通子带的最大奇异值采用自适应量化索引调制,实现水印嵌入.实验结果表明,该水印算法不仅对嵌入的水印具有良好地视觉保真度,而且对JPEG压缩、低通滤波、加性噪声、重采样、剪切等多种攻击具有很强的稳健性.同时采用量化嵌入策略,水印提取时不需要宿主图像,即可实现水印网像盲提取.     

基于双混沌置乱和扩频调制的彩色图像盲水印算法

提出了一种新的适应彩色图像的盲水印算法,先对宿主图像的绿色分量以8×8像素分块进行离散余弦变换(DCT)变换,用logistic映射生成两个混沌序列,然后用混沌序列置乱加密二值水印图像,并用两个互不相关的伪随机序列扩频调制水印,最后将调制好的水印嵌入到DCT变换域的中频子带系数上,进行分块DCT反变换得到水印化图像.提取水印时,通过比较两个伪随机序列和水印化图像的相关性大小来提取水印,不需要原始图像的参与,为盲提取水印算法.实验结果证明本文算法能有效地抵抗JPEG压缩、加噪、剪切等常见攻击,绿色分量嵌入水印比红色和蓝色分量嵌入水印能更好地抵抗JPEG压缩的攻击.     

红外压缩图像的质量评价研究

红外图像作为一种特殊图像,为了更好地传输和存储,有时候必须进行压缩。传统的均方误差(MSE)图像质量客观评价方法,有时其评价结果与人们的主观视觉不一致。为此提出了一种建立在人眼视觉模型(HVS)基础之上的边缘均方误差评价方法,它能更有效地反映出图像压缩失真在视觉上的感知。采用快速傅里叶变换、离散余弦变换、哈尔变换、小波变换、哈达马变换等算法,可对编解码后的图像效果进行评价,证实了基于人眼视觉特性的误差统计方法在对压缩图像进行像质评价时是比较令人满意的。     

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.     

基于小波高频的立体图像质量评价

根据小波变换的高频分量包含边缘及纹理等人眼比较关注的细节信息,提出了一种基于小波变换的高频重构的立体图像质量评价方法,包括左右视点质量评价和立体感评价两部分。通过模拟人类视觉系统处理原始和失真的左右视点图像,利用结构相似度算法得到左右视点质量评价值;用加权处理后的小波高频分量经过重构得到人眼关注的细节信息图,分别计算原始和失真的左右视点细节信息图的绝对差值图,利用结构相似度算法对两幅绝对差值图评价得到立体感质量评价值。将两种质量评价值进行加权融合得到最终的立体图像质量评价值。整体实验结果的Pearson线性相关系数在0.94以上,Spearman秩相关系数值在0.93以上,均方根误差值接近5.5,能较好地符合人眼视觉特性。     

基于神经网络和HVS的空域数字水印算法

为了弥补空间域水印算法在提取水印时需要原宿主图像、鲁棒性较差等缺点,提出一种基于BP神经网络和人眼视觉特性(HVS)的空域数字水印算法。先选出原宿主图像对比度函数值最大的前块用于二值水印图像的嵌入,利用神经网络能够逼近任意非线性关系的特点和其自适应性,构建水印信号嵌入前后图像块像素值间的映射关系,实现了水印的盲提取,并将该算法与现有算法进行了对比。实验结果表明,对于JPEG压缩、加噪、剪切和旋转等常见的图像处理攻击,算法具有良好的鲁棒性和不可见性。     

一种在数字音频信号中嵌入水印的新算法

提出了一种在数字音频信号中嵌入水印新算法．该算法嵌入的水印不再是传统的伪随机序列形式,而是视觉可辨的二值图像．首先将二维的图像降维成一维的序列,然后对数字音频信号作分段离散余弦变换,最后在离散余弦变换域内通过修改数字音频信号的中频系数的方法嵌入水印．在水印嵌入过程中使用了伪随机排序技术．实验结果表明该算法对数字音频信号的滤波、压缩等操作具有很强的稳健性．     

基于相息图和小波变换的数字水印

提出一种基于相息图和小波变换的数字水印方案。利用迭代相位恢复算法将水印图像编码为相息图, 然后将经权重因子调制后的相息图嵌入到宿主图像的三层小波低频系数中, 完成整个水印嵌入过程。在水印提取阶段, 对宿主图像和含水印图像进行三层小波分解, 将得到的低频系数对应相减提取出水印相息图, 然后对此相息图进行傅里叶变换操作, 取其振幅即可提取原始嵌入的水印图像。针对不同权重因子的水印系统, 详细分析和讨论了所提出水印方案的隐蔽性和稳健性。计算机仿真结果验证了该数字水印方案的可行性。     

基于人眼感知特性的彩色图像水印技术研究

结合人眼对比度敏感视觉特性和图像变换域特征,提出了一种新的人眼感知图像误差阈值的计算方法;结合计算的阈值,提出了一种新的彩色图像水印方案,并进行了仿真实验和攻击测试;实验结果表明,含水印图像经攻击后提取的水印信息仍清晰可见,其相似度值在压缩质量因子为50%的压缩攻击下仍能达到0.7371以上,表明提出的水印方案具有较好的透明性和较高的鲁棒性;并且在水印嵌入和提取过程中将原始彩色图像变换到与设备无关的CIELAB颜色空间,从而更好的提高了水印的鲁棒性。综合结果表明提出的水印方案是一种行之有效的水印嵌入和提取方案。     

An optimal adaptive quantization index modulation watermarking algorithm

A novel adaptive watermarking algorithm in discrete wavelet transform （DWT） based on quantization index modulation （QIM） technique is presented. The host image is decomposed into wavelet subbands, and then the approximation subband is divided into non-overlapping small embedding blocks. The secret watermark bit is embedded into singular value vector of each embedding block by applying QIM. To improve the invisibility and robustness of watermarking system, the quantization step for each embedding block is set by combining statistical model with particle swarm optimization （PSO） algorithm. The experimental results show that the proposed algorithm not only preserves the high perceptual quality, but also effectively stands against joint photographic experts group （JPEG） compression, low-pass filtering, noise addition, scaling, and cropping attacks, etc. The comparison analysis demonstrates that our scheme has better performance than the previously reported watermarking algorithms.     

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.     

基于分块离散小波变换的图像信息隐藏与盲提取算法

提出了一种在小波域中图像信息隐藏与盲提取算法. 该算法首先对载体图像进行分块两层离散小波变换, 找到每块第二级分解子带中的最大值即最重要小波系数, 然后根据小波特征树的对应关系将其在第一级分解子带中的对应区域作为嵌入区域, 在该区域嵌入由秘密信息生成的伪随机序列. 提取过程中, 同样按照小波系数对应关系寻找到嵌入区域并判断其与伪随机序列的相关性即可解密, 不需要提供原始图像. 实验结果表明, 该算法能实现二值图像的嵌入与盲提取, 且提取出的图像质量较好并具备一定的抗攻击能力, 尤其对于剪切攻击的鲁棒性较好.     

Best tree wavelet packet transform based copyright protection scheme for digital images

In this paper, a dual watermarking scheme based on discrete wavelet transform (DWT), wavelet packet transform (WPT) with best tree, and singular value decomposition (SVD) is proposed. In our algorithm, the cover image is sub-sampled into four sub-images and then two sub-images, having the highest sum of singular values are selected. Two different gray scale images are embedded in the selected sub-images. For embedding first watermark, one of the selected sub-image is decomposed via WPT. The entropy based algorithm is adopted to find the best tree of WPT. Watermark is embedded in all frequency sub-bands of the best tree. For embedding second watermark, l-level discrete wavelet transform (DWT) is performed on the second selected sub-image. The watermark is embedded by modifying the singular values of the transformed image. To enhance the security of the scheme, Zig-Zag scan in applied on the second watermark before embedding. The robustness of the proposed scheme is demonstrated through a series of attack simulations. Experimental results demonstrate that the proposed scheme has good perceptual invisibility and is also robust against various image processing operations, geometric attacks and JPEG Compression.     

Designing a genetic watermarking approach for 3D scenes

A new watermarking algorithm based on genetic algorithm (GA) in the transform domain is proposed. Unlike the existing computer-generated integral imaging based watermarking methods, the proposed method utilizes GA searching to the optimized transform domain to serve as a trade-off for watermark embedding. In this paper, 3D scene to be captured by using a virtual pinhole array and be computationally recorded as an elemental image array (EIA), watermarking with GA optimization and computer-generated holography is implemented. In the proposed GA optimization process, we utilize the fitness function to improve the visual quality of watermarked images and the robustness. Simulation results show that the proposed algorithm yields a holographic watermark that is imperceptibility to human eyes and robust to standard watermarking attacks. A comparison of the proposed watermarking method to the existing similar watermarking methods demonstrated that the proposed method generally outperforms completing methods in terms of imperceptibility and robustness.     

抗亮度和对比度调整的盲鲁棒量化水印算法

针对现有许多图像水印算法无法抵抗亮度和对比度调整,提出了一种抗亮度和对比度调整的盲鲁棒量化水印算法.对原始图像进行离散小波变换,将低频子带分成互不重叠的子块,对每个子块进行离散余弦变换,在每个子块的离散余弦变换低频系数奇偶量化嵌入水印.检测端先对攻击 后的含水印图像进行抗亮度和对比度调整修正,然后通过奇偶判断盲提...     

抗亮度和对比度调整的盲鲁棒量化水印算法

针对现有许多图像水印算法无法抵抗亮度和对比度调整,提出了一种抗亮度和对比度调整的盲鲁棒量化水印算法.对原始图像进行离散小波变换,将低频子带分成互不重叠的子块,对每个子块进行离散余弦变换,在每个子块的离散余弦变换低频系数奇偶量化嵌入水印.检测端先对攻击后的含水印图像进行抗亮度和对比度调整修正,然后通过奇偶判断盲提取出水印.实验结果表明:该算法在抵抗亮度和对比度调整上表现出较强的鲁棒性,而且在抵抗添加高斯噪音、添加椒盐噪音、剪切、中值滤波、高斯低通滤波和JPEG压缩也表现出较强的鲁棒性.     

图像增强算法综述

图像增强算法能够提高图像整体和局部的对比度,突出图像的细节信息,使增强后的图像更符合人眼的视觉特性且易于机器识别,在军事和民用领域具有广泛的应用。本文从图像增强算法的原理出发,归纳总结了近年来应用比较广泛的4类图像增强算法及其改进算法,包括直方图均衡图像增强算法、小波变换图像增强算法、偏微分方程图像增强算法和基于Retinex理论的图像增强算法。结合人眼视觉特性、噪声抑制、亮度保持和信息熵最大化等图像增强的改进算法,在保证增强图像具有较高对比度的前提下,可进一步提升图像的质量。实现了9种较为典型的图像增强算法,采用主观和客观的评价方法对增强效果进行了对比,分析了不同增强算法的优缺点,并给出了这些算法的计算时间。对这些算法的深入研究能够推动图像增强技术向更高水平发展,从而使图像增强技术在多个学科领域发挥重要作用。