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基于四元数傅里叶变换的彩色图像半脆弱水印算法研究

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基于四元数傅里叶变换的彩色图像半脆弱水印算法研究

作者：黄井滔湖南科技大学

学位级别：硕士

随着多媒体技术在日常生活中的广泛使用,图像、视频、音频等数字媒体内容以其易获得、易复制、易修改等特性在互联网络中广泛传播,并引发了数字安全、盗版侵权等一系列问题。由此诞生的半脆弱数字水印技术,为解决图像信息安全问题提供... 详细信息

随着多媒体技术在日常生活中的广泛使用,图像、视频、音频等数字媒体内容以其易获得、易复制、易修改等特性在互联网络中广泛传播,并引发了数字安全、盗版侵权等一系列问题。由此诞生的半脆弱数字水印技术,为解决图像信息安全问题提供了新方案。半脆弱水印方案通常需要解决水印嵌入、提取和篡改定位等方面内容。传统方法在水印嵌入后,通常会造成宿主图像的永久性失真,使得在一些高保真应用中受到限制,同时水印的鲁棒性能也较差。此外,有些方法仅仅检测出了篡改而没有进一步去定位出篡改区域,或者定位出的篡改区域形状模糊且易受噪声干扰。因此,如何有效地实现半脆弱水印的无损覆盖,以及利用多视图特征来准确定位篡改区域正是本文需要解决的关键问题。1.精确篡改定位是半脆弱水印认证方案中最具挑战性问题之一。现有基于半脆弱水印的方法存在定位区域形状模糊和误报率高等问题,这源于对篡改信息的粗略分析。针对这些问题,本文提出了一种基于四元数傅里叶变换(QDFT)和多视图融合的半脆弱水印篡改定位方法,该方法在QDFT域内嵌入两个水印,分别用于鲁棒的抵抗几何攻击和保护宿主图像的完整性。在接收方,考虑到二进制模式下的差值图难以识别篡改,该方法利用全局信息和局部平滑线索,得到实值而不是二进制的多尺度候选图。然后,为获得更加准确一致的单一篡改图,通过最小化能量函数实现局部自适应融合。能量函数的设计综合考虑了图像内容和多尺度特征视图。最后,设计了一种基于篡改种子的传播策略,以生成篡改区域的二值图。实验结果表明,该方法具有较好的抗信号处理攻击能力,篡改定位的Fmeasure分数比现有方法平均提高了 11.17%。2.传统半脆弱水印能够有效的保护宿主图像完整性,然而水印图像的永久性失真使得在高保真图像中的应用受到限制。为此,本文提出了一种新的半脆弱可逆水印方法用于篡改定位。该方法将水印嵌入到中频QDFT系数中,以提供半脆弱性,并将补偿信息可逆地嵌入到水印图像中,以实现无损覆盖。首先,为减少补偿信息量,利用半脆弱水印嵌入位置的邻域系数预恢复水印图像。然后,由频域误差和空域误差来表示预恢复图像与原始图像之间的差异。其次,通过改进流行排序(MR)模型中的图形结构和权重矩阵,实现了篡改定位的性能提升。具体的来说,通过引入必须链接和不必链接的邻域空间关系,并集成到原始图形结构中,构成新的近似k-正则图。然后,结合多视图特征构建新的权重矩阵,来提高定位区域的形状表现。实验结果表明,所提方法能够有效的抵抗内容保留攻击,准确定位篡改区域。在没有受到攻击的情况下,能够无损的恢复原始图像。

关键词：图像取证半脆弱水印可逆恢复篡改定位四元数傅里叶变换

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用于图像内容认证的半脆弱水印新算法

浙江大学学报（工学版） 2013年第6期47卷 969-976页

作者：王友卫刘元宁朱晓冬吉林大学计算机科学与技术系吉林长春130012

为了提升数字图像内容认证的准确性,提出一种新颖的半脆弱水印算法.引入相关块组的概念,并将相关块组进一步划分为子块组,轮流使用每个子块组内特定块生成水印,最终将水印嵌入到子块组内的其他块中.算法根据图像内容自适应选取量化步长... 详细信息

为了提升数字图像内容认证的准确性,提出一种新颖的半脆弱水印算法.引入相关块组的概念,并将相关块组进一步划分为子块组,轮流使用每个子块组内特定块生成水印,最终将水印嵌入到子块组内的其他块中.算法根据图像内容自适应选取量化步长,结合Slant变换高能量集中性及直流量化原理完成水印嵌入过程,认证过程中使用新的噪声过滤策略并通过投票方式确定篡改发生位置.实验表明:该算法能有效地提高含水印图像的质量及防止水印信息的未授权提取,在应对裁剪、替换等常规处理时定位精度提升明显.算法抵抗偶然攻击的能力强,新噪声策略有效地改善了针对篡改区域的识别效果.

关键词： Slant变换半脆弱水印图像认证噪声过滤

基于代价策略的H.264/AVC半脆弱水印算法

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通信学报 2015年第10期36卷 110-118页

作者：张维纬赵宸黄德天张沛杨义先华侨大学工学院福建泉州362021 国家计算机网络与信息安全管理中心北京100031 北京邮电大学信息安全中心北京100876

针对目前基于H.264/AVC标准的视频半脆弱水印算法存在的问题,提出一种基于代价策略的H.264/AVC半脆弱水印算法。通过消除基于内容的特征码之间的相关性,提高内容认证水印的顽健性。为实现半脆弱水印既能准确定位篡改区域,又对视频质量... 详细信息

针对目前基于H.264/AVC标准的视频半脆弱水印算法存在的问题,提出一种基于代价策略的H.264/AVC半脆弱水印算法。通过消除基于内容的特征码之间的相关性,提高内容认证水印的顽健性。为实现半脆弱水印既能准确定位篡改区域,又对视频质量和码率的影响最小,引入了一个代价函数,通过该函数在残差4×4块的DCT系数中选择一个最佳的系数嵌入水印。实验表明,所提算法嵌入水印对视频质量和码率的影响较小,半脆弱水印对恶意篡改的图像区域能有效、准确地检测和定位。

关键词：半脆弱水印代价函数 H.264/AVC 篡改定位顽健性

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基于模糊聚类的小波域半脆弱水印算法

仪器仪表学报 2008年第9期29卷 1851-1855页

作者：康志伟肖娜何怡刚刘劲杨高波湖南大学计算机与通信学院长沙410082 湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

将模糊C-均值聚类(FCM)与人类视觉系统的掩蔽性相结合,并利用小波系数奇异值的稳定性,提出了一种小波域半脆弱水印算法。该算法在对宿主图像分块并进行小波分解后,以各子块的低频背景与高频纹理为特征向量,利用FCM聚类方法进行特征分析... 详细信息

将模糊C-均值聚类(FCM)与人类视觉系统的掩蔽性相结合,并利用小波系数奇异值的稳定性,提出了一种小波域半脆弱水印算法。该算法在对宿主图像分块并进行小波分解后,以各子块的低频背景与高频纹理为特征向量,利用FCM聚类方法进行特征分析,得到掩蔽度由弱到强的多个聚类中心,从而确定各子块的嵌入强度,自适应地将水印嵌入到低频小波系数的奇异值中。实验结果表明,该算法具有较好的隐蔽性、抗JPEG压缩性和对恶意攻击的敏感性,并可进行精确定位。

关键词：半脆弱水印模糊聚类人类视觉系统小波变换

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一种DCT域遥感影像半脆弱水印算法

华中科技大学学报（自然科学版） 2012年第7期40卷 47-51页

作者：蒋力徐正全武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079

在卷积编码的基础上,提出一种DCT域遥感影像半脆弱水印算法.将交织技术引入卷积编码中,以提高卷积编码的检错能力,从而保证半脆弱水印实现对恶意篡改的检测跟踪.该算法提取遥感影像8×8直流量化系数奇偶性作为半脆弱水印信息,借助交织... 详细信息

在卷积编码的基础上,提出一种DCT域遥感影像半脆弱水印算法.将交织技术引入卷积编码中,以提高卷积编码的检错能力,从而保证半脆弱水印实现对恶意篡改的检测跟踪.该算法提取遥感影像8×8直流量化系数奇偶性作为半脆弱水印信息,借助交织卷积编码实现篡改检测定位,并通过DCT中低频抖动调制来平衡不可见性及边缘信息误差之间的矛盾.实验结果表明:所提出的遥感影像半脆弱水印算法不仅具有良好的不可见性、鲁棒性和篡改检测定位能力,而且引入误差对遥感影像属性及应用影响很小.

关键词：遥感影像完整性验证半脆弱水印卷积编码水印算法离散余弦变换

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基于Hash函数和汉明码的半脆弱水印算法

光电子．激光 2012年第9期23卷 1808-1814页

作者：高铁杠谭琳曹雁军南开大学软件学院天津300071 南开大学信息技术科学学院天津300071

提出了一种基于Hash函数和汉明码的分散式相关块半脆弱水印算法,用于图像完整性认证及内容篡改定位。将原始图像划分为互不重叠的块,进行多次Logistic混沌映射,定位每个块的相关块,得到汉明码编码需要的bit序列;进行汉明码编码,认证图... 详细信息

提出了一种基于Hash函数和汉明码的分散式相关块半脆弱水印算法,用于图像完整性认证及内容篡改定位。将原始图像划分为互不重叠的块,进行多次Logistic混沌映射,定位每个块的相关块,得到汉明码编码需要的bit序列;进行汉明码编码,认证图像的完整性。实验结果表明,本文方案有较好的图像保护能力,能检测和定位各种恶意篡改,例如插入、模糊、锐化、对比度修改和爆裂位,能成功抵抗VQ攻击。

关键词：半脆弱水印 Hash函数汉明码完整性认证

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基于视觉特性的半脆弱水印算法

通信学报 2007年第10期28卷 134-140页

作者：车生兵黄达李光中南林业科技大学计算机科学学院湖南长沙410004

提出了DWT(离散小波变换)变换域中基于人眼视觉特性模型的特征参数及其表示方法以及适用于一般变换域参数调整的量化中心极限定理,使得在动态量化过程中嵌入的半脆弱水印能够达到最大的顽健性。实验表明,算法生成的载体图像透明性好,对... 详细信息

提出了DWT(离散小波变换)变换域中基于人眼视觉特性模型的特征参数及其表示方法以及适用于一般变换域参数调整的量化中心极限定理,使得在动态量化过程中嵌入的半脆弱水印能够达到最大的顽健性。实验表明,算法生成的载体图像透明性好,对常见的JPEG压缩、噪声迭加和平滑滤波等图像处理操作具有较好的顽健性,而且可嵌入的水印信息量大,并能准确确定恶意攻击的位置。

关键词：半脆弱水印视觉特性模型量化中心极限定理动态量化

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一种新的自适应半脆弱水印算法

自动化学报 2007年第4期33卷 361-366页

作者：王向阳陈利科辽宁师范大学计算机与信息技术学院

提出了一种基于图像内容的自适应半脆弱数字水印算法．该算法首先结合梯度分割阈值选取策略,自适应抽取图像内容特征并作为水印信息;然后利用载体图像邻域特性自适应确定量化步长,并通过量化调制小波系数嵌入数字水印;最后通过比对提取... 详细信息

提出了一种基于图像内容的自适应半脆弱数字水印算法．该算法首先结合梯度分割阈值选取策略,自适应抽取图像内容特征并作为水印信息;然后利用载体图像邻域特性自适应确定量化步长,并通过量化调制小波系数嵌入数字水印;最后通过比对提取出的水印信息与重新抽取出的图像内容特征,实现对待检测图像的完整性检验和篡改定位．仿真实验证明,该自适应半脆弱图像水印算法不仅具有较好的篡改检测与定位能力,而且具有较强的抗攻击能力．

关键词：半脆弱水印图像特征梯度图像局部特性去噪

基于半脆弱水印的H.264/AVC视频流的内容级认证

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通信学报 2009年第11期30卷 71-78页

作者：王小静杨高波朱宁波湖南大学网络与信息安全湖南省重点实验室湖南长沙410082

针对低码率的H.264/AVC视频流,提出了一种基于半脆弱水印的内容级视频认证方案。利用I帧内块组之间能量不变的特点构建基于内容的特征码,并根据DCT系数特点,通过符号编码方式嵌入到幅值较小的DCT系数。为了保持嵌入前后视频流码率的基... 详细信息

针对低码率的H.264/AVC视频流,提出了一种基于半脆弱水印的内容级视频认证方案。利用I帧内块组之间能量不变的特点构建基于内容的特征码,并根据DCT系数特点,通过符号编码方式嵌入到幅值较小的DCT系数。为了保持嵌入前后视频流码率的基本恒定,引入了误差准则函数。此外,根据P帧中低频AC系数的正负符号统计特性,将帧号嵌入到AC系数。通过对提取出的水印信息和重构的认证码进行比较可实现篡改检测。仿真实验结果验证了本方案的有效性。

关键词：视频认证 H.264/AVC 半脆弱水印符号编码