用于二值图像认证的数字水印技术

为实现对二值图像的认证保护，提出了一种基于数字水印的用于图像完整性和所有者认证的算法. 首先利用像素扩展差（PSD）判断准则将图像块中的像素分为“可翻转”和“不可翻转”；然后利用混沌映射对图像块进行置乱；最后根据加密后的所有者水印信息，对图像块中4部分的“可翻转”像素进行修改，完成水印的嵌入. 实验结果表明，本算法具有良好的视觉透明性，能对图像的内容篡改进行定位，并解决了二值图像中均匀区域的保护这一难点问题.     

基于差值直方图平移的彩色图像可逆信息隐藏

针对现有直方图平移算法嵌入容量偏低、不适合彩色图像等缺点,提出一种基于预测误差差值直方图平移的彩色图像可逆信息隐藏算法.除使用双分量差值以外,还加入了第3分量计算差值,根据预测误差之间的关系,将差值分成5种,从而有效地减小差值,提高嵌入容量和图像质量.通过扩展像素值嵌入信息,利用像素值可扩展性定位不可扩展像素,并嵌入少量的标志信息代替溢出定位图,采用两轮嵌入避免使用最坏测试法判断像素值可扩展性,以减少辅助信息量,进一步提高嵌入容量.实验结果表明,本文算法在嵌入容量和图像质量两方面均有较大优势,与其它可逆嵌入方法相比,算法整体性能更高.     

一种新的改进二值图像隐写算法

提出了一种改进的二值图像隐写算法。该算法首先将图像分块,计算图像块特征值,针对选择视觉效果好的图像块利用Tseng算法嵌入信息。嵌入过程中,对图像块内存在的多个可选嵌入位置利用"像素翻转标准"来确定最佳嵌入位置,使得嵌入信息后图像能保持较好的视觉效果。实验结果说明了本文的算法是将视觉效果和嵌入容量很好结合的一种隐写算法。     

基于小波域和块分类的鲁棒自适应水印算法

一种基于小波域和图像块分类的鲁棒的自适应水印算法,能更加有效地利用人眼的视觉掩蔽特性,增强水印的安全性和鲁棒性.算法首先将8×8分块后的图像块根据亮度区别和纹理特征进行分类,计算出各块的JND阈值.把分块后的原图像按Hilbert扫描顺序排列,在序列中选取两相邻块,然后结合各分块JND阈值,通过不同强度的调整两相邻块各对应中高频子带均值之间的大小关系自适应的嵌入水印.同时,根据水印信号改变低频系数的值以嵌入水印信号.实验结果证明:该算法可以存储较大量的水印信息,而且对常见图像处理操作、有损压缩、裁剪、挤压、像素移位等几何变换有较高的鲁棒性,且有较高的透明性.     

一种用于二值文本图像认证的水印算法

提出了一种用于二值文本图像内容认证的脆弱型数字水印算法.该算法利用图像分块后每个像素块边缘部分的像素值产生混沌迭代初值,经混沌迭代及量化后生成水印信息.通过在图像块的中间部分查找3×3邻域各方向平滑度改变量小的点作为颜色翻转点,从而将水印信息嵌入.实验结果表明,该算法具有较好的不可见性及篡改检测和篡改定位能力.     

自适应分块压缩感知的图像压缩算法

均匀分块压缩感知对图像信号进行压缩采样,无法有效地分离出重要区域和背景区域．为此, 给出一种基于图像内容的自适应分块算法,以图像内相邻像素间的灰度差值作为块大小分割的依 据,利用四叉树算法进行图像自适应块大小的划分;并将分块结果根据相邻像素ＤＣＴ系数的差值 大小分成快速变化块、缓慢变化块和过渡块３类,适时分配相应采样率．实验结果表明：给出的算法 对仿真实验选取的图像重构质量高于均匀分块方法１～３ｄＢ,且重构时间减少２０～４０ｍｓ;在重构 质量近似的情况下,重构时间比基于图像块像素方差的块分类方法减少４０～６０ｍｓ．     

基于单向差值扩展的彩色图像可逆数据隐藏

针对Tian差值扩展算法存在过分修改像素值、须嵌入定位图等缺点,提出一种基于单向差值扩展的彩色图像可逆数据隐藏算法。利用色彩分量间的相关性减小差值,并用较小的差值扩展量扩展单个色彩分量的像素值,扩展方向由上溢和下溢像素的数量决定;采用预先调整像素值的方法避免像素溢出,少量的调整信息即可代替定位图,嵌入容量大幅提高;提取端根据临界像素值的顺序定位调整像素的位置,用调整信息恢复调整像素,因此不需要嵌入定位图,在提取信息的同时可无损地恢复原始图像。实验结果表明,本文算法在保证图像质量的同时,嵌入容量有很大的提高。     

一种基于奇异值分解和反传神经网络的多小波域数字水印算法

针对图像经过CARDBAL多小波变换后,各层系数的能量平均分配,且其同一尺度、同一方向上的4个子块系数相近这一特性,结合奇异值分解和BP神经网络将二值图案水印嵌入到多小波系数的高频分量中。实验表明,该算法有良好的不可感知性和强健的鲁棒性。     

基于小波域子带特征编码的鲁棒水印技术

为了提高数字水印的透明性和鲁棒性,建立了一个视觉模型计算不同图像块水印嵌入的临界噪声阈值（JND）,并选择块离散小波变换（DWT）的三个细节子带作为水印嵌入对象。算法先对文本水印和水印图像进行二值化、冗余编码和随机置乱,得到二值水印序列;然后在宿主图像分块的Hilbert扫描序列中,每次选取两相邻分块分别进行DWT变换,并利用JND和二值水印编码,来调整两相邻分块各对应细节子带均值之间的大小关系;最后,进行离散小波逆变换,以实现水印的嵌入。实验证明,被该算法所嵌入的水印具有很好的不可见性,且该算法对常见图像攻击具有较好的鲁棒性。故该算法是有效和实用的。     

基于ESPIHT的分块DWT域图像水印研究

提出一种鲁棒的基于扩展嵌入零树小渡图像编码(ESPIHT)的分块DWT的图像水印技术.算法以一幅有意义的二值图像为水印,在充分考虑人类视觉系统(HVS)屏蔽特性的基础上,利用了Hilbert扫描.能很好地保持图像空间局部特性的特点,在结合各块视觉阀值的基础上,通过调整图像分块的Hilbert序列中相邻对应细节子带均值之间的大小关系,以自适应地嵌入水印信号,真正实现了盲水印提取.实验结果表明,该算法较好地解决了水印透明性与鲁棒性的矛盾,对通常的图像处理操作和裁剪、挤压、像素移位等几何攻击有较强的鲁棒性且具有很好的透明性.     

基于分块旋转的加密图像可逆信息隐藏算法

结合加密技术和信息隐藏理论,提出了一种新的加密图像可逆信息隐藏算法.首先用加密密钥对图像进行加密,然后将图像分块并随机生成模板矩阵,模板矩阵通过旋转不同的角度对应不同形态的嵌入数据,以实现信息隐藏功能,同时在嵌入容量上得到提升.对包含额外信息的加密图像,先用加密密钥对图像进行解密,得到一幅与原始图像近似的解密图像,针对现有算法未考虑边界像素对分块空间相关性的贡献,设计了更合理的波动函数,从而降低了提取额外信息的错误率并完整恢复原始图像.实验结果表明,该算法在嵌入容量和降低错误率方面均有较好的提升.     

一种基于次优加权矩阵的灰度图像信息隐藏算法

理论上分析了在一个包含 n 个像素的图像块内,最多改变 2 个像素,每个像素最多改变 1 的情况下,信息隐藏的容量上界为⌊log2 n2+ 2 n+2⌋个二进制位,证明了不可能构建完全满足该条件的加权矩阵, 进而提出一种构建次优加权矩阵的算法, 能较好地平衡信息隐藏的容量和不可感知性, 更好的实现信息隐藏。通过大量实验证明了当分块不大于 2500 万像素时, 采用该算法构造的次优加权矩阵与最优矩阵进行信息隐藏的容量的差距最多为 1 个二进制位。     

纹理掩蔽特性在水印技术中的应用

为了提高图像版权保护与信息跟踪的可靠性,提出了一种基于最小二乘支持向量机的纹理掩蔽特性数字水印技术. 图像区域子块的纹理越复杂,人眼可感知的视觉门限就越高;对于边缘区域,该视觉门限最高,在特征区域中可以选择这些位置作为水印的嵌入点. 根据图像子块邻域像素间的相关性原理,使用最小二乘支持向量机建立起邻域像素之间的关系模型,动态地调整模型的输出值同中心像素值的大小关系,实现水印信息的嵌入与提取. 同时,用粒子群算法来优化水印信息的嵌入强度. 实验表明,嵌入水印后的图像不仅有着很好的隐蔽性和较强的稳健性,对联合图像专家小组压缩、几何剪切、放缩等一般的图像处理操作,有着较强的抵抗力,同时实时性、安全性都比较强.     

基于曝光适度评价的多曝光图像融合方法

针对数字相机在拍摄宽亮度范围场景时动态范围不足的问题,提出一种高效的多曝光图像融合方法.提出结合图像亮度信息的曝光适度评价方法,通过场景的多次采样曝光,分析不同像素的亮暗变化,利用高斯数学模型计算评价数值.将该曝光适度评价方法应用于图像分块区域,并计算每个像素的权重值,消除图像块效应.将不同曝光度下成像的图像序列融合为一幅局部自适应曝光的高动态范围(HDR)图像,实现动态范围扩展.结果表明,该方法简便有效,细节纹理与颜色信息具有更强的表现能力,且熵值更高.     

基于曝光适度评价的多曝光图像融合方法

针对数字相机在拍摄宽亮度范围场景时动态范围不足的问题,提出一种高效的多曝光图像融合方法.该方法通过场景的多次采样曝光,分析不同像素的亮暗变化,利用高斯数学模型计算评价数值.将结合图像亮度信息的曝光适度评价方法应用于图像分块区域,并计算每个像素的权重值,消除图像块效应.将不同曝光度下成像的图像序列融合为一幅局部自适应曝光的高动态范围(HDR)图像,实现动态范围扩展.与另外3种方法进行对比分析,结果表明:该方法简便有效,细节纹理与颜色信息具有更强的表现能力,且熵值更高.     

一种基于最大区域熵值的图像融合方法

针对图像融合中不同区域在融合中的不同作用,给出了图像区域熵的概念,在此基础上提出了一种基于最大区域熵值的图像融合方法.首先对参加融合的两幅图像进行分块处理,然后分别计算出对应区域熵的大小,最后选取区域块中熵值较大者作为融合结果.试验结果表明,与现有的基于像素规则融合方法相比,能更好地突出不同图像的区域特征,减少冗余信息,从而取得了更好的融合效果.     

基于光滑0范数的图像分块压缩感知恢复算法

结合维纳滤波器的光滑PL分块压缩感知恢复算法(BCS-SPL)可以去除图像分块压缩感知块效应,但是收敛速度慢,尤其是在低采样率条件下,为此将BCS-SPL算法与光滑0范数压缩感知算法(SL0)相结合提出一种基于光滑0范数分块压缩感知算法(BCSSSL0PL)。通过对不同图像对比BCS-SPL和BCS-SSL0PL算法的恢复效果和恢复时间、信号恢复迭代次数,可以证明BCS-SSL0PL在较低采样率条件下能以较少的迭代次数,较快的恢复时间获得与BCS-SPL相当的恢复效果,而且与BCS-SPL相比,BCS-SSL0PL对不同的采样率恢复时间变化不大,方便于不同场合的应用。对比两种算法恢复图像的细节,BCSSSL0PL算法还能改善低采样率条件下恢复图像的块效应。     

利用自适应有序抖动块截断编码的鲁棒水印

为克服现有压缩域水印算法图像质量或鲁棒性较差的缺点,提出了一种基于自适应有序抖动块截断编码的鲁棒水印算法.首先,利用图像的信息熵和方差自适应地将图像按四叉树分解为平滑块、纹理块和边缘块,再对不同大小的分块进行编码;然后,利用自适应有序抖动块截断编码得到的位平面,通过调整位平面水印嵌入窗口内元素的奇偶和,实现水印嵌入;最后,通过位平面中元素的奇偶和与投票策略来实现水印的盲提取.实验结果表明,与同类算法相比,该算法能够在取得较低压缩率的同时,获得良好的图像质量;并且有较高且灵活的水印嵌入容量;同时能够抵抗各种常见攻击,尤其对椒盐噪声、亮度调整、对比度调整、旋转、剪切攻击有很强的鲁棒性.     

DCT与LSB相结合的彩色图像双水印算法研究

为了提高图像水印的嵌入信息量,提出一种LSB和DCT相结合的彩色图像双重水印算法。即将载体图像分解为R、G、B三个色彩分量,分别在R分量和G分量上嵌入水印,对第一重水印图像进行置乱加密,将其嵌入到经8×8分块DCT变换后的R分量中;G分量上的水印则采用空间域的最低有效位方法,先对原始水印进行扩展,再将其嵌入到G分量的各个点像素值的最低有效位。实验表明该算法能有效提高水印的嵌入量,满足数字水印不可见性和鲁棒性的平衡。     

最小二乘支持向量机的自适应数字水印算法

为了提高数字水印的安全性,提出了一种新的基于对比度掩蔽特性的数字水印算法. 根据人眼视觉系统（HVS）的视觉特性,人眼对于亮度信号（Y）的改变较色度信号（U、V）的改变更加敏感,在图像学国际标准CCIR601当中,图像YUV空间中的Y∶U∶V通常会取4∶2∶2. 首先引入对比度敏感函数模型,选择一些对比度函数值最大的子块,并升序排列;接着,对于前一半子块,使用最小二乘支持向量机建立图像邻域像素之间的关系模型;最后,通过动态地调整模型的输出值与中心像素值之间的大小关系,在另一半子块中实现水印的嵌入与提取. 同时,还利用粒子群算法优化了最小二乘支持向量机的超参数. 仿真实验表明,该数字水印算法具有着良好的不可感知性与鲁棒性,对一些常规的攻击操作也有着很强的抵抗能力.