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基于彩色图像Tetrolet变换的频数质心零水印算法

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系统工程与电子技术 2023年第1期45卷 41-48页

作者：张天骐叶绍鹏刘鉴兴柏浩钧重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室重庆400065

针对传统数字水印算法的透明性随嵌入强度的增加而下降的问题,已有许多零水印算法提出。然而大多数算法或是鲁棒性和稳定性较差,或是基于灰度图像设计的。本文提出一种基于彩色图像Tetrolet变换的频数质心零水印算法。该算法先提取彩色... 详细信息

针对传统数字水印算法的透明性随嵌入强度的增加而下降的问题,已有许多零水印算法提出。然而大多数算法或是鲁棒性和稳定性较差,或是基于灰度图像设计的。本文提出一种基于彩色图像Tetrolet变换的频数质心零水印算法。该算法先提取彩色载体图像YCbCr空间的亮度分量,再对亮度分量进行Tetrolet变换获得其低频系数,再通过分块非负矩阵分解,采用计算频数质心的方法构造特征矩阵。对水印信息依次进行Polar码编码,二维交织构造出交织矩阵;最后将含有水印信息的交织方阵和特征矩阵进行异或操作生成零水印。仿真结果证明,该零水印算法可以有效抵抗非几何攻击、几何攻击以及组合攻击,水印提取归一化相关系数值在0.9以上,具有较强的鲁棒性和稳定性,且具有良好的实用性。

关键词：零水印彩色图像 Tetrolet变换频数质心鲁棒性

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基于BEMD和DFT的遥感图像零水印算法

计算机辅助设计与图形学学报 2022年第11期34卷 1731-1741页

作者：徐依朋胡坤王小超胡建平天津工业大学数学科学学院天津300387 清华大学深圳国际研究生院深圳518055 东北电力大学理学院吉林132012

为了解决传统图像水印算法对遥感图像进行版权保护时修改宿主图像的问题,并提升遥感图像水印算法的鲁棒性,提出一种基于二维经验模态分解(BEMD)和离散傅里叶变换(DFT)的遥感图像零水印算法.首先利用BEMD对宿主图像进行多尺度分解,得到... 详细信息

为了解决传统图像水印算法对遥感图像进行版权保护时修改宿主图像的问题,并提升遥感图像水印算法的鲁棒性,提出一种基于二维经验模态分解(BEMD)和离散傅里叶变换(DFT)的遥感图像零水印算法.首先利用BEMD对宿主图像进行多尺度分解,得到内蕴模态函数和余量,并对余量信息进行8×8分块DFT,将高频系数构建成系数图像;然后使用Arnold变换对水印图像进行置乱处理,提高水印图像的安全性;再调整水印图像大小,解决水印嵌入过程中宿主图像和水印图像在图像尺寸匹配上的问题;最后将DFT分解的系数图像和水印图像进行异或操作构建特征图像,实现遥感图像零水印的构建.选取大量遥感图像和水印图像进行实验,结果表明,所提算法能有效地抵抗各类滤波、锐化、直方图均衡、伽马变换、噪声以及缩放等攻击.在12种攻击60种参数情况下,提取的水印图像95.0%与原始水印图像的归一化相关系数值超过0.990.与传统遥感图像水印算法相比,所提算法保证了宿主图像的无损性,使保存在公证机构用来版权保护验证的特征图像不会对宿主图像造成任何破坏,并具有较好的鲁棒性.

关键词：二维经验模态分解离散傅里叶变换零水印遥感图像

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基于区域异或和三值量化的高分辨零水印算法

通信学报 2022年第2期43卷 208-222页

作者：吴德阳胡森王苗苗金海波曲长波唐勇燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004 辽宁工程技术大学软件学院辽宁葫芦岛125105

针对目前零水印算法对于受攻击图像和虚警图像生成的零水印区分度不足问题,提出了一种基于区域异或和三值量化的高分辨零水印算法。在零水印生成过程中,首先提取图像的空域特征和频域特征,将载体特征和版权水印进行冗余构造,以频域特征... 详细信息

针对目前零水印算法对于受攻击图像和虚警图像生成的零水印区分度不足问题,提出了一种基于区域异或和三值量化的高分辨零水印算法。在零水印生成过程中,首先提取图像的空域特征和频域特征,将载体特征和版权水印进行冗余构造,以频域特征作为索引,将冗余水印分成2个区域,分别与空域特征和混沌矩阵异或,并将异或后的2个区域进行合并得到零水印。在版权认证过程中,从攻击后的图像中提取空域和频域特征,以频域特征作为索引,将零水印分成2个区域,分别与空域特征和混沌矩阵异或,提取冗余构造的水印图像,去冗余操作后,量化成只有3个数值的矩阵作为版权认证结果。实验结果表明,所提算法可有效解决图像零水印的虚警问题,同时在多种攻击下具有较高稳健性,特征提取算法可任意更换,具有较高可扩展性。

关键词：图像版权保护零水印数字水印区域异或三值量化

零水印与区块链相结合的矢量地理数据版权保护研究

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零水印与区块链相结合的矢量地理数据版权保护研究

作者：李雨健兰州交通大学

学位级别：硕士

矢量地理数据作为信息社会最重要的生产资料之一,是国民经济和国防建设中不可缺少的战略资源。然而,随着矢量地理数据在工程上的广泛应用,其在使用过程中被侵权和非法使用的事件日益增加。因此,迫切需要有效的技术手段来对矢量地理数据... 详细信息

矢量地理数据作为信息社会最重要的生产资料之一,是国民经济和国防建设中不可缺少的战略资源。然而,随着矢量地理数据在工程上的广泛应用,其在使用过程中被侵权和非法使用的事件日益增加。因此,迫切需要有效的技术手段来对矢量地理数据进行版权保护。数字水印技术是矢量地理数据版权保护的最重要技术之一,可以有效解决数据版权的认定及侵权行为的追责。然而传统数字水印技术对数据嵌入水印信息,会导致数据精度发生改变,无法适用于高精度数据中。为了解决数据精度的问题,有学者提出零水印这个概念,其通过提取数据重要特征来构造零水印信息,不会对原始数据进行任何修改,因此,零水印技术能够有效解决数据精度的问题。由于零水印技术无法对数据进行溯源追踪,有学者提出将区块链技术应用于数据版权保护当中,其凭借去中心化和链式结构等特点,能够有效证明数据的归属问题,实现数据溯源追踪。本文将零水印与区块链技术相结合,构造矢量地理数据版权保护模型,对现有的零水印算法与区块链技术进行分析。为了解决当前矢量地理数据版权保护存在的一些问题,提出了一种适用于矢量地理数据的零水印算法,并将其与IPFS网络、区块链技术相结合,实现数据溯源。本文的研究内容如下:(1)分析了数字水印技术与区块链的国内外研究现状,分析其目前存在的问题。梳理了数字水印技术的概念、特征以及分类;总结了零水印技术的原理、攻击类型以及算法评估;介绍了区块链相关概念及核心技术。(2)针对现有矢量地理数据零水印算法鲁棒性不足的问题,提出一种应用泰森多边形的矢量地理数据零水印算法。该算法首先对矢量地理数据进行归一化处理,然后提取数据特征点构建泰森多边形,利用泰森多边形邻接关系与周长大小构建二值特征矩阵,最后与置乱的水印图像异或生成零水印图像。实验结果表明,该算法能够抵抗常见的平移、旋转、缩放、裁剪和简化等攻击,具有较强的鲁棒性,为高精度矢量地理数据版权保护提供技术支撑。(3)针对零水印技术无法对原始数据进行溯源追踪,提出将零水印技术、IPFS网络、区块链技术相结合,构建版权保护模型。设计总体框架与流程,在IPFS网络中进行数据存储,对相关智能合约进行部署,最后在蚂蚁联盟链中进行模拟,为矢量地理数据版权保护提供一种新的思路。

关键词：矢量地理数据零水印区块链版权保护鲁棒性

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基于组合变换域的彩色图像大容量零水印算法

北京航空航天大学学报 2023年

作者：韩绍程刘欢中国民航大学工程技术训练中心中国民航大学电子信息与自动化学院

针对现有大多数彩色图像零水印方案中水印嵌入容量小且抗几何攻击鲁棒性能不佳等问题，提出一种基于组合变换域和位平面分解的大容量鲁棒零水印算法。首先对彩色载体图像的R、G、B通道分别进行快速有限剪切波变换（FFST），并对变换后... 详细信息

针对现有大多数彩色图像零水印方案中水印嵌入容量小且抗几何攻击鲁棒性能不佳等问题，提出一种基于组合变换域和位平面分解的大容量鲁棒零水印算法。首先对彩色载体图像的R、G、B通道分别进行快速有限剪切波变换（FFST），并对变换后的各低频子带进行非重叠分块置乱，将置乱后各子带的分块离散余弦变换（DCT）系数用于构造四元数离散余弦变换（QDCT）系数矩阵，然后在每个QDCT系数矩阵中选取两个低频系数，利用其各实部和虚部的符号极性构造8个二值鲁棒特征矩阵；最后将经过正交拉丁方置乱加密后的灰度水印图像按位分解，把位分解后的8个二值位平面分别与以上二值鲁棒特征矩阵进行异或并重组得到灰度级认证零水印。此外，在水印检测前，采用ORB算法对待认证图像进行几何校正。实验结果表明，所提算法水印嵌入容量和安全性高，且对于常规非几何攻击和几何攻击均具有较强的鲁棒性。

关键词：零水印彩色图像灰度级水印组合变换域位平面分解

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基于密集连接和特征消冗网络的零水印方法

光电子．激光 2023年第5期34卷 543-553页

作者：何灵强骆挺李黎何周燕徐海勇宁波大学信息科学与工程学院浙江宁波315211 宁波大学科学技术学院浙江宁波315000 杭州电子科技大学浙江杭州310000

针对鲁棒水印不可见性和鲁棒性的矛盾,提出了一种基于密集连接和特征消冗网络(dense connection and redundant feature elimination network,DCRFENet)的零水印方法。首先,为了抵抗不同图像攻击,设计密集连接模块,即从不同卷积层提取... 详细信息

针对鲁棒水印不可见性和鲁棒性的矛盾,提出了一种基于密集连接和特征消冗网络(dense connection and redundant feature elimination network,DCRFENet)的零水印方法。首先,为了抵抗不同图像攻击,设计密集连接模块,即从不同卷积层提取浅层和深层图像的鲁棒特征。同时,为了增强零水印的唯一性,结合特征间权重学习与特征内权重学习设计特征消冗模块,从而消除冗余特征以及增强图像的有效特征。其次,融合有效特征与鲁棒特征,生成图像特征图,并进行抗攻击训练。最后,基于训练的DCRFENet,将特征图进行分块,比较分块均值与块内每一特征值的大小构造零水印。实验结果表明,在CIFAR10、COCO、VOC数据集上抵抗单一攻击的平均比特误差率(bit error rate,BER)均低于0.03。此外,与现有方法相比,提出的零水印方法对训练的攻击、非训练的攻击以及混合攻击均具有较好的鲁棒性。

关键词：零水印唯一性鲁棒性密集连接特征消冗

基于DOCT和SURF的立体图像零水印算法

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图学学报 2022年第2期43卷 254-262页

作者：韩绍程张鹏中国民航大学工程技术训练中心天津300300 中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

针对目前大多数立体图像零水印方案抗几何攻击性能不佳的问题,提出一种基于离散八元数余弦变换(DOCT)和加速鲁棒特征(SURF)的盲检测立体图像零水印算法。首先对原始立体图像的左右视点在CIEXYZ空间下的共6个分量分别进行平稳小波变换(SW... 详细信息

针对目前大多数立体图像零水印方案抗几何攻击性能不佳的问题,提出一种基于离散八元数余弦变换(DOCT)和加速鲁棒特征(SURF)的盲检测立体图像零水印算法。首先对原始立体图像的左右视点在CIEXYZ空间下的共6个分量分别进行平稳小波变换(SWT);然后将以上获得的6个低频子带分别进行非重叠分块,用于构造对应位置上的八元数图像块,并在空域中直接计算所有八元数图像块DOCT后的DC系数;最后通过比较每一个八元数DC系数的模值和其整体均值间的大小关系构造鲁棒特征矩阵,并将其与经过量子密钥置乱和2D-LALM系统加密后的原始水印进行异或,即可得到最终的认证零水印。此外,零水印检测前,采用SURF方法对待认证立体图像进行几何校正。仿真结果表明,该算法对于常规攻击和几何攻击均表现出较强的鲁棒性能。

关键词：立体图像零水印离散八元数余弦变换加速鲁棒特征几何攻击

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极谐波分数傅里叶矩及其零水印算法应用

小型微型计算机系统 2023年

作者：徐丽云张敏山西大学计算机与信息技术学院山西大学大数据科学与产业研究院

图像矩作为一种图像的全局特征描述符，已经成为模式识别和图像分析的一种有力工具。为了能够有效抵抗常见的图像处理攻击和几何攻击，本文提出了可用于描述图像特征的极谐波分数傅里叶矩和四元数极谐波分数傅里叶矩。首先，将极谐波多... 详细信息

图像矩作为一种图像的全局特征描述符，已经成为模式识别和图像分析的一种有力工具。为了能够有效抵抗常见的图像处理攻击和几何攻击，本文提出了可用于描述图像特征的极谐波分数傅里叶矩和四元数极谐波分数傅里叶矩。首先，将极谐波多项式作为径向函数，分数傅里叶变换的核函数作为角向函数，得到了极谐波分数傅里叶矩，并分析了其相关性质。其次，将图像的极谐波分数傅里叶矩应用到零水印算法，计算和提取图像中极谐波分数傅里叶矩，随机选择合适的特征图像，并构造二值特征图像，将得到的二值特征图像与水印图像进行异或运算，构造作为零水印的特征图像。最后，针对提出的零水印算法，通过噪声、滤波、旋转、缩放进行鲁棒性和对比分析实验。实验结果表明，本文所提出的极谐波分数傅里叶矩，综合了极谐波多项式和分数傅里叶变换的优点，在零水印算法中能够有效抵抗图像处理攻击和几何攻击，与同类算法相比鲁棒性更优。

关键词：正交矩分数傅里叶变换极谐波多项式四元数零水印

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一种基于距离分区的BIM模型零水印算法

北京邮电大学学报 2019年第5期42卷 100-106页

作者：景旻任娜朱长青周子宸南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室南京210023

针对建筑信息模型(BIM)模型版权保护的问题,基于BIM的数据特征提出了一种BIM模型的零水印算法.首先,将不同数据中约束性不强的点图元排除,获得其他点图元的位置信息,计算单体模型的特征点到各个点图元的基准点之间的距离作为水印构造的... 详细信息

针对建筑信息模型(BIM)模型版权保护的问题,基于BIM的数据特征提出了一种BIM模型的零水印算法.首先,将不同数据中约束性不强的点图元排除,获得其他点图元的位置信息,计算单体模型的特征点到各个点图元的基准点之间的距离作为水印构造的载体;其次,将特征值进行排序,求出相邻点之间的变化率,将不符合要求的特征值排除;最后,根据特征值的特征对特征值分区,利用各分区中特征值的奇偶性构造一种用于BIM模型版权保护的零水印算法.实验结果证明,所提算法安全性高,可对常规攻击平移、旋转和模型详细程度的变化有较强的鲁棒性,能够满足实用性的需求,对BIM模型的版权保护有重要价值.

关键词：建筑信息模型零水印距离分区鲁棒性唯一性