基于虚拟光学的三维空间数字水印系统

数字水印已成为数字作品版权保护的一种手段。数字水印是一种嵌入到图像、视频或者音频数据中的不可见标志 ,通过对水印信息的检测可以达到保护多媒体数据版权的目的。先前众多的水印算法大部分是基于二维操作的 (如静止图像、视频 )。基于虚拟光学信息隐藏理论提出了一种三维空间的数字水印算法。该数字水印算法能成为一种多媒体数据产权保护的有效方案。对算法的测试结果表明 ,该算法对于噪声叠加、剪切、有损压缩等常见的信号处理操作具有较高的鲁棒性。同时 ,该算法由于引入了虚拟光学信息隐藏思想 ,将虚拟光路的几何结构参量作为密钥 ,设计出了多重“锁”和多重“密钥” ,大大提高了水印系统的密钥空间 ,仿真结果表明该算法具有良好的安全性。     

一种结合随机模板编码的虚拟光学三维数字水印系统

基于虚拟光学信息隐藏理论提出了一种三维空间数字水印算法.该数字水印算法能成为一种多媒体数据产权保护的有效方案.对算法的测试结果表明,该算法对于噪音叠加、剪切、旋转、有损压缩等常见的图像处理操作具有较高的鲁棒性.由于引入了虚拟光学信息隐藏思想,将虚拟光路的几何结构参数作为密钥,设计出了多重“锁”和多重“密钥”.随机模板编码技术的引入,更进一步提高了数字水印系统的密钥空间.仿真实验结果表明该算法具有很好的安全性.     

基于级联分数傅里叶变换系统的数字水印技术

提出一种基于分数傅里叶变换和随机相位编码的光学加密数字水印技术,可成为一种信息隐藏及保护的有效方案.该数字水印技术对于噪音叠加和常见的图像处理操作具有较强的稳健性.该技术根据光学级联分数傅里叶变换系统,利用两个随机相位分布函数对水印信息编码并经过迭代分数傅里叶变换嵌入到变换域的载体图像中.在水印检测和提取过程中,两个相位分布函数作为密钥.随机相位编码技术的引入,进一步提高了数字水印系统的密钥空间.增强了系统的安全性.该数字水印技术基于光学分数傅里叶变换原理,可以利用光学变换系统方便地实现.     

虚拟光学信息隐藏理论及并行硬件实现

基于光学信息处理的多维数据加／解密方法作为一种新的“非数学”数据加密技术,因其具有实时的数据传递速度、密级高、密钥设计灵活且自由度大等优点．已成为研究的又一热点。在虚拟光学信息隐藏理论模型的基础上,使用数字信号处理器芯片的并行策略实现了一种具有多重锁、多重密钥的高密级多媒体信息隐藏系统。对系统性能的评估结果表明,该系统可以实时完成对多种数字媒体信息的加／解密．且系统性能优良。这在一定程度上弥补了虚拟光学多维数据隐藏技术所丧失的信息光学固有的并行处理能力。系统的实现为虚拟光学加密方法在现实信息加密中的应用开辟了一条有效的途径。     

半色调编码计算全息图的数字水印方法

提出一种新的基于信息光学的数字水印方法。该方法将水印信息隐藏于半色调编码的计算全息图之中。通过相位复原技术将需隐藏的水印信息编码为相位函数嵌入在复波前中,其振幅定义为宿主图像,通过计算全息记录复波前并对全息图进行半色调编码完成水印信息的嵌入。水印的提取过程只需对含有水印信息的半色调图像进行光学或数字的傅里叶变换即可完成。并给出了算法有效性的理论分析和仿真实验结果。结果证明这种水印技术对于各种数字图像处理操作具有很高的稳健性,且半色调编码图的二值特性使嵌入水印具有很强的抗打印、抗复印、抗扫描的能力。     

基于数字全息及离散余弦变换的图像数字水印技术

提出了一种以数字全息和离散余弦变换为基础的数字水印技术,实现了在原始图像中嵌入数字全息水印。考虑到数字全息图的不可撕毁性,使得数字全息水印本身就具有良好的抗剪切能力,并且与传统的二维灰度水印相比嵌入的信息更多。数字全息图通过傅里叶变换全息的方法获得,为了提高抗有损压缩能力,在数字全息水印嵌入过程中采用了基于(JPEG模型和分解离散余弦变换(DCT)系数的方法。实验表明,通过该算法获得的数字全息水印对JPEG有损压缩和剪切等图像处理操作均有很好的稳健性,并且采用密钥加强了水印的安全性。因此该算法能成为数字多媒体产品版权保护的有效方案。     

基于菲涅耳全息图和离散余弦变换的“盲数字水印”技术

基于光学菲涅耳全息图和相位密码板,结合离散余弦变换,设计了一种新的正实值编码的“盲数字水印”计算方法.相位密码板是多个点光源的菲涅耳衍射光场的相角之和,原始水印图像在其菲涅耳衍射域中与通过相位密码板的参考光作相干叠加,形成菲涅耳全息图;之后将其嵌入到原始宿主图像的离散余弦变换中,同时将此叠加水印信息的原像素值用其邻近的原像素均值来替换;通过作逆离散余弦变换,获得了已嵌入水印信息的正实数值的目标图像;通过对载有水印信息的目标图像作逆运算,从中提取了原始水印图像.数值计算结果表明：该水印计算法对JPEG有损压缩、剪切、噪音污染和重采样等攻击,具有很强的鲁棒性.由于本算法属“盲数字水印”技术,以及水印信息的灵活嵌入和多重密钥（衍射距离、多个点光源位置等）的随意选择,从而使该算法具有很高的安全性和实用价值.     

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     

基于联合变换相关器光学加密和离散余弦变换的数字水印

提出了一种以联合变换相关器和离散余弦变换为基础的数字水印方法。利用联合变换相关器光学加密系统对需要隐藏的信息进行加密,然后嵌入到宿主图像8×8分块的离散余弦变换中频系数上。与其他基于双随机相位编码的数字水印技术相比,该技术在加密阶段和解密阶段的密钥相同,省去了制作复共轭密钥的麻烦。数值仿真结果表明,这种数字水印技术具有很好的不可见性和很高的安全性,对JPEG压缩、剪切、滤波和加噪声等多种数字图像处理操作都具有很强的鲁棒性。     

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。     

一种基于二元位相加密的大信息量数字全息水印

研究了一种基于二元位相加密的大信息量数字全息水印方法,对需隐藏的水印信息用二元位相编码,然后再用2台阶位相密钥进行加密,作为水印插入宿主图像中,解码后得到了高质量的水印结果.与平面波照明数字全息水印相比,采用位相密钥数字全息水印有效地提高了水印提取的安全性和相对光学效率,并保持了对大信息量水印的提取质量,解码过程不依赖于原图像. 计算和分析了二元位相密钥的空间分布对水印信息提取质量的影响,计算结果验证了理论的正确性.     

基于二值化计算鬼成像的盲水印方法

提出了一种基于二值化计算鬼成像的盲水印方法.首先将水印图像经计算关联成像加密系统加密,并将加密数据二值化,然后将其隐藏到宿主图像的离散余弦变换域,实现水印信息的嵌入.水印信息的提取和重建是隐藏和加密的逆过程,分别借助提取密钥和解密密钥获取水印信息.仿真实验证明,该方法具有很好的隐蔽性,在嵌入因子α=10时,嵌入水印仍具有较好的不可感知性,含水印图像的峰值信噪比在38 dB以上;另外,该方法也具有一定的容错能力,提取的加密数据错误率达20%时,重建的水印信息仍能分辨和识别;与传统的计算鬼成像相比,加密数据的二值化为水印嵌入提供了方便,但是并未对重建图像带来严重恶化,其相关系数相差不足0.1;水印信息的提取无需借助原始宿主图像,是一种盲提取方法.     

一种基于保守混沌的密钥分发协议及图像加密算法

耗散混沌系统可以通过时滞嵌入法重构混沌吸引子,因而耗散混沌在基于混沌的信息加密技术中存在一定隐患。针对这一问题提出一种基于保守混沌的密钥分发协议及图像加密算法,该算法将图像数据通过Hash算法转换为保守混沌系统的初始值,形成一次一密的加密结构。然后利用保守混沌信号结合密钥分发协议生成二进制密钥流,该过程由发送方和接受方双方共同完成。使用得到的二进制密钥流对图像数据置乱和扩散,得到加密图像数据。仿真结果表明：该算法安全可靠,能够有效地隐藏原图像信息,并能抵御一些常见的攻击。此外,该加密算法所使用的保守混沌不存在吸引子难以被破解,算法的安全性进一步加强。     

基于二值化计算鬼成像的图像隐藏方法

图像隐藏技术在当今大数据时代扮演着重要角色,尤其在版权保护和保密通信等领域中有着巨大的应用价值.提出了一种基于计算鬼成像的图像隐藏方法,目标图像经过计算鬼成像系统加密,随机散斑作为系统密钥,将密文进行二值化后的结果采用最低有效位算法嵌入到宿主图像中,利用相应的水印提取规则和二阶相关算法恢复目标图像.仿真结果表明,该方法...     

Gyrator变换域下基于超混沌相位掩模的光学水印方法

针对光学变换水印算法中光学实现的轴对准问题和光学密码系统的安全性问题,提出一种基于超混沌映射和Gyrator变换的光学水印方法。利用Chen 4D超混沌系统构造超混沌相位掩模,然后通过菲涅耳波带板和径向希尔伯特掩模构造的涡旋光,对超混沌相位板进行照明,最后借助Gyrator变换将加密后的水印图像植入宿主灰度图像,实现Gyrator变换域下的光学信息隐藏。通过Gyrator逆变换提取目标图像中植入的水印信息。实验结果表明,该算法能够从高不可感知性的目标图像中提取高质量的水印信息,加密的目标图像信噪比高,与宿主图像的相关性强,能够有效地抵御强度系数为0.06和0.8的椒盐噪声和高斯噪声的攻击,对低于50%遮挡率和80压缩因子的攻击具有良好的稳健性。加密后的目标图像与原始宿主图像具有相似的统计分布,较好地实现了信息隐藏。     

基于光学菲涅耳衍射的"盲数字水印"技术

基于光学菲涅耳衍射,设计了一种新的“盲数字水印”计算方法。水印图像通过离散菲涅耳衍射变换成一复矩阵,将此复矩阵的实部和虚部分开,分别嵌入到宿主图像的不同位置中。通过将水印嵌入点的宿主图像的像素值更改为其近邻像素值的均值,而实现“盲水印”的提取。数值计算结果表明:该水印计算法对像素变换攻击具有很强的鲁棒性,如图像亮度、对比度和灰度曲线的调整;能抵抗JPEG有损压缩、剪切和噪声污染攻击;能抵抗对图像的重采样攻击,可从显示屏幕拷贝的图像中提取水印。由于该方法为使用者提供了灵活的水印嵌入方式和双重密钥的选取,以及提取水印不需要原始图像数据,因而使该方法具有很高的安全性和实用价值。     

基于虚拟通道技术的数字图像灰度水印算法

根据提出的虚拟通道技术,提出一种在载体中嵌入灰度图像作为水印的数字水印算法.通过修改载体频率域系数,载体通道可被看成一个虚拟的水印通道,它由若干个缺损的水印子通道构成,水印的提取不需要原始载体或原始水印的参与.实验结果表明提出的算法很好地保证了水印的不可见性和稳健性.     

基于心理声学模型和临界频带子波变换的数字声频水印

提出了一种基于临界频带子波变换的声频数字水印算法。首先根据心理声学模型,计算载体声频信号的掩蔽阈值,利用人耳听觉的临界频率与临界频带子波变换域的相似性,将掩蔽门限映射到临界频带子波域,然后将水印信号嵌入到中低频子波系数中,嵌入强度由掩蔽阂值自适应控制。实验结果表明:该算法隐藏水印具有很强的掩蔽性,对原始语音的影响基本上察觉不出来;叠加了水印的声频信号对数据压缩、加噪、重采样、低通滤波等常用声频信号处理技术具有很好的鲁棒性。     

基于级联相位恢复算法的光学图像加密

在虚拟光学数据加密理论模型的基础上,提出了一种光学图像加密的可视化密码构造算法。该加密算法基于自由空间传播的光学系统,利用级联迭代角谱相位恢复算法把待加密图像分别编码到两块相位模板之中,从而实现图像的加密。该加密技术不但可通过同时调整两块相位模板的相位分布的搜索策略来扩大搜索空间,提高安全强度,而且扩大了系统密钥空间,使系统获得更高的安全性,且能通过简单的数值运算或光学实验装置得到质量非常高的解密图像,还从理论上分析了该算法的时间复杂度。计算机模拟结果表明,该加密算法的收敛速度快,能迅速找到非常好的近似解,解密图像质量高且系统安全性良好。     

提升小波变换和混沌加密的数字声频水印

提出了一种提升小波变换和混沌加密的数字声频水印算法.先对声频信号进行提升小波变换,通过修改提升小波变换系数的统计平均值来实现同步码和水印信息的嵌入,利用听觉掩蔽阈值来自适应确定最佳嵌入强度,以保证嵌入隐藏信息对人耳的不可感知性;为了改善水印的安全性,采用改进logistic混沌映射产生密钥序列对隐藏信息进行加密.实验结果表明:与传统的傅里叶变换、余弦变换、小波变换的声频水印方案相比,本文方法具有更好的不可感知性和安全性,且能够更加有效地抵抗各种常见信号处理攻击.