基于整数小波变换的数字图像可逆水印算法

针对现有基于频域的无损数字水印算法在实施可逆性和嵌入容量上的不足,提出一种基于整数小波变换的无损数字图像水印算法,用于图像的大容量可逆信息隐藏。首先对图像进行LeGall5/3整数小波变换,然后在高频子带中采用直方图平移方法嵌入水印。为了获取最大的嵌入容量和减少图像的失真,分别提出嵌入参数和停止参数选择方法。同时,为了防止溢出现象和减少附加信息,提出新的产生位置映射图方法。实验结果证明了该算法在水印图像的保真度和嵌入容量上面具有较好性能。另外,与相似算法的比较证明了该算法的优越性。该算法适合于数字图像载体中实施隐秘通信。     

基于直方图规定化的抗几何攻击数字水印算法

提出一种基于严格直方图规定化的抗几何攻击数字水印算法。该算法基于图像块信息熵与边缘检测结果,选择图像最大的平坦区域,利用严格直方图规定化将图像平坦区域的直方图规定化为特定形状,为了提高水印检测精度与嵌入图像的保真度,选择锯齿状直方图作为水印信息。实验表明,该算法嵌入水印后的图像具有很好的保真度,对几何攻击、噪声污染、JPEG压缩、线性和非线性滤波有较好的鲁棒性。     

基于直方图平移的多遍与多比特嵌入性能比较

为了提高基于直方图平移可逆数字水印算法的一遍嵌入容量,有些研究者提出了基于多比特嵌入策略的可逆水印算法,但这些算法未与已存在的单比特多遍嵌入算法进行性能比较。分析了影响基于直方图平移可逆水印算法图像质量的原因,并对多遍单比特和一遍多比特嵌入可逆水印算法的性能进行了理论比较,指出在嵌入容量相同的条件下,多遍单比特嵌入的图像质量明显优于一遍多比特嵌入算法。对大量的标准测试图像进行仿真实验,证明了理论分析的正确性, 为设计基于直方图平移的可逆水印算法提供了参考依据。     

基于奇偶性的大容量医学图像可逆水印算法

本文提出了一种针对医学图像的基于奇偶性的大容量可逆水印算法。相比一般图像医学图像拥有更多接近0 值的像素点,在嵌入过程中容易溢出。通过测试选择像素中嵌入水印信息不会引起溢出的像素携带水印信息。本算法充分利用了医学图像中所有有能力携带水印信息的像素,提高了医学图像的嵌入率。为保证水印信息提取端图像像素的正确分类和算法的可逆性,本算法基于像素预测误差的奇偶性改进了提取端的测试算法。实验分析表明,本算法不仅保证了含水印医学图像的视觉效果,同时提高了医学图像的水印嵌入容量。对于一般图像,在水印嵌入量和视觉效果方面也有一定的提升。     

奇偶性分类下大容量医学图像可逆水印算法

提出了一种针对医学图像的基于奇偶性的大容量可逆水印算法.相比一般图像,医学图像拥有更多接近0值的像素点,在嵌入过程中容易溢出.通过测试选择像素中嵌入水印信息不会引起溢出的像素携带水印信息.本算法充分利用了医学图像中所有能携带水印信息的像素,提高了医学图像的嵌入率.为保证水印信息提取端图像像素的正确分类和算法的可逆性,本算法基于像素预测误差的奇偶性改进了提取端的测试算法.实验分析表明,本算法不仅保证了含水印医学图像的视觉效果,同时提高了医学图像的水印嵌入容量.对于一般图像,在水印嵌入量和视觉效果方面也有一定的提升.     

基于差值域直方图平移的密文可逆水印算法

为了满足密文域水印可逆嵌入的需要,利用一种直方图平移与同态加密相结合的技术,提出了一种新颖的差值域直方图平移密文图像可逆水印算法.该算法可以在没有原始图像信息的情况下直接对密文域图像嵌入水印,即实现原始图像—加密—水印嵌入的过程,从而简化了传统算法中原始图像—加密—解密—水印嵌入—加密的冗余过程.仿真实验表明,该算法可以在图像失真度很低的情况下,有效提高嵌入容量,而且水印完全提取,图像无失真恢复.实验效果明显好于其他算法.     

基于Arnold置换的交换加密水印算法

针对载体图像内容安全与数字水印版权保护,结合Arnold置换与直方图平移可逆水印算法,提出基于Arnold置换的交换加密水印算法.算法利用置换后图像直方图不变的特性,将在密文中嵌入水印的操作映射到明文中,实现了加密与水印操作先后顺序的交换.在提取水印时,可直接从含水印的密文中提取水印,也可解密后再提取水印.实验结果表明,该算法加密操作与水印嵌入操作间的先后顺序不影响含水印密文的生成,解密操作与水印提取操作的先后顺序不影响水印提取与图像恢复,且直接解密得到的含水印明文图像质量较高,水印的不可见性好,算法有较高的效率.     

一种基于差值直方图平移的多层可逆水印算法

提出一种基于差值直方图平移的多层可逆水印算法。首先划分图像块,每个图像块内产生两个差值;然后建立所有差值的直方图,使得产生的直方图陡峭,峰值点出现频率较大;最后利用矩阵编码的思想在每个图像块内至多修改一个像素的值,达到同时嵌入水印和平移直方图的目的。实验表明,该算法不仅可以实现可逆水印,而且水印不可见性较好,嵌入水印后图像的PSNR高于52.90 db,嵌入容量较高,算法复杂度较低。     

基于分形编码的数字水印攻击算法

本文提出了一种新的数字水印攻击算法。该算法对嵌入水印的图像运用分形编码,使含有特定水印信息的图像块被压缩映射后的其他块代替,压缩映射后的块和被代替块中的水印信息具有弱相关性。我们对一种基于多分辨率分解的数字水印嵌入方案进行了攻击实验,分析了攻击对图像质量的影响。结果表明,该算法使水印提取算子的相关性检测结果显著下降。     

基于回归型支持向量机的医学图像可视可逆水印算法

随着医学影像技术的发展,医学图像成为医生诊断患者病情的主要依据,为了给患者提供更为准确的诊断和最佳的治疗方案,医学图像共享和专家远程诊断成为重要的诊疗手段。未被保护的医学图像在传输过程中易受到攻击或恶意篡改,为有效保护医学图像信息的完整性并限制未授权用户的使用,提出了一种基于回归型支持向量机的医学图像可视可逆水印算法。该算法首先将可视水印嵌入医学图像中;其次利用回归型支持向量机对水印图像的像素值进行预测,并计算出预测误差,利用纹理度等级自适应确定合适的亮度调节阈值,根据阈值生成一幅全局定位图,将全局定位图加入到原始图像中,以增强算法的鲁棒性;最后利用全局定位图和预测误差之间的相互关系生成一个可视可逆的水印,从而对医学图像进行加密保护。实验结果表明,所提可视可逆算法不仅可应用于传统医学图像,还首次应用于弥散加权图像,且该算法具有较好的鲁棒性和可逆性,能有效避免像素点溢出问题,实现可逆水印的正确提取,提取水印后的图像与原始图像没有任何差异。在水印信息未知的情况下,可视可逆水印去除困难,该特性可有效保护患者信息的完整性和医学图像的权威性。     

Robust reversible watermarking scheme using Slantlet transform matrix

The need for a robust reversible watermarking method has recently attracted more attention. This paper presents a novel robust reversible watermarking scheme based on using the Slantlet transform matrix to transform small blocks of the original image and hiding the watermark bits by modifying the mean values of the carrier subbands. The problem of overflow/underflow has been avoided by using histogram modification process. Extensive experimental tests based on 100 general images and 100 medical images demonstrate the efficiency of the proposed scheme. The proposed scheme has robustness against different kinds of attacks and the results prove that it is completely reversible with improved capacity, robustness, and invisibility in comparison with the previous methods.     

基于整数小波的无损数字水印技术

提出基于整数小波的大容量数据嵌入具有无损图像恢复性能的数字水印技术。由于预先压缩灰度直方图的动态范围，因此嵌入数据后的小波反变换的灰度在0～255范围内。该文在小波域最高分辨率区的次低位平面嵌入数据，利用小波的多分辨率、解相关和高压缩率的特点,在图像中嵌入大量数据，并且使之具有视觉不敏感的特性。数据提取后图像能完全恢复。文中的例子说明这个论点是正确的。为获取更高的PSNR，提出两种修改直方图的方法，并通过具体的实验数据比较两者的效果。     

Hybrid watermarking of medical images for ROI authentication and recovery

Medical image data require strict security, confidentiality and integrity. To achieve these stringent requirements, we propose a hybrid watermarking method which embeds a robust watermark in the region of non-interest (RONI) for achieving security and confidentiality, while integrity control is achieved by inserting a fragile watermark into the region of the interest (ROI). First the information to be modified in ROI is separated and is inserted into RONI, which later is used in recovery of the original ROI. Secondly, to avoid the underflow and overflow, a location map is generated for embedding the watermark block-wise by leaving the suspected blocks. This avoids the preprocessing step of histogram modification. The image visual quality, as well as tamper localization, is evaluated. We use weighted peak signal to noise ratio for measuring image quality of watermarked images. Experimental results show that the proposed method outperforms the existing hybrid watermarking techniques.     

基于PSNR小波域量化调制水印嵌入方法的参数定量估算

量化步长是量化调制方法中的重要参量,但是目前无法定量计算。针对这个问题,以抖动量化调制方法为研究对象,以小波变换系数为量化系数,提出了基于峰值信噪比(PSNR)的量化步长定量估算方法。首先根据量化误差的分布情况给出了基于量化步长的量化误差定量估算方法,然后根据小波变换的性质推导出了量化步长、水印序列长度与PSNR之间的定量关系式。实验结果显示,量化步长取值相同时实验测得的PSNR值和定量关系式计算出的PSNR值基本一致,验证了推导的定量关系式。     

基于直方图平移可逆水印的性能估计

多层直方图平移可逆水印算法可以获得较高的嵌入容量。由于多层嵌入复杂度较高,在实际实施多层嵌入前,一般不可预知算法是否满足用户要求的嵌入容量和水印图像质量。提出一种快速性能估计方法,该方法无需实际嵌入操作,仅根据直方图信息就可以准确估计多层嵌入后水印容量及相应的水印图像质量。实验结果表明：该方法速度快、估计精度高,为实际使用直方图平移可逆水印算法提供了一种快速、有效的判决依据。     

基于小波域扩谱的无损数据隐藏

该文提出一种基于小波域扩谱的无损数据隐藏方法。该方法根据扩谱原理把数据嵌入到图象整数小波变换后的高频子带系数中;通过嵌入伪信息的方式,解决了在提取信息时无法判断在哪些系数上嵌入了水印信息的问题;另外,为防止小波反变换时图象灰度溢出问题,使用了直方图调整技术。实验结果表明,该方法能嵌入大容量的数据信息,同时保持很好的视觉效果,在图象认证及伪装通讯等领域具有广泛用途。     

基于可逆可见水印的医学图像隐私保护算法

针对医学图像感兴趣区域隐私泄露问题,提出了一种新的基于可逆可见水印的隐私保护算法。算法将二值水印图像嵌入在医学图像感兴趣区域实施隐私保护,利用人类视觉系统(HSV)的掩蔽特性和自适应的像素映射机制,对水印可见性和透明性进行动态调整;采用收缩投影技术,有效解决了嵌入过程中可能出现的溢出问题;最后,随机数密钥的引入增强了可见水印的鲁棒性。实验结果表明,算法嵌入的水印具有较好的可见性和透明性,产生的水印附加信息数量仅为65608位;另外,在不知道密钥情况下,水印移去困难,恢复后图像与嵌入水印后图像质量相差不到1dB。     

High-capacity reversible data hiding based on multi-histogram modification

Reversible data hiding is a technique that embeds a message into a host image with acceptable visual distortion and then recovers the image without any data loss while extracting the embedded message. The previous schemes mainly suffer from an unresolved problem that the imperceptibility of a marked image decreases severely as the embedding capacity increases. Extending the histogram modification technique, this study proposes a novel scheme that utilizes multiple histograms to increase embedding capacity while keeping marked-image quality. Unlike most histogram modification schemes, the multi-histogram scheme does not suffer from overflow and underflow during histogram shift. This scheme can yield the embedding capacity of 1 bit per pixel (bpp) at the PSNR of 48.13 db for a 512?×?512 grayscale image. To reduce the overhead during message embedding, the work further proposes an iterative multi-histogram scheme. Comprehensive experimental results show that both the schemes can achieve high embedding capacity and image quality.     

基于三分量预测误差差值扩展的可逆数据隐藏

针对传统差值扩展存在过分修改像素值、须嵌入定位图等缺陷,提出了一种新的彩色图像可逆数据隐藏算法。首先利用色彩分量之间的相关性减小差值,并根据扩展方向和差值的符号,用较小的差值扩展量修改部分色彩分量的像素值,扩展方向由可能产生上溢和下溢的像素数量决定;其次采用单向像素值调整的方法避免像素值溢出,并用少量的调整信息代替定位图,嵌入容量大幅提高;最后改进差值直方图平移技术控制嵌入容量和图像失真。提取端根据临界像素值的顺序定位调整的像素位置,用调整信息恢复调整的像素值,在提取信息的同时可无损地恢复原始图像。实验结果表明,所提出的算法在大幅提高嵌入容量的同时,仍能保持较高的图像质量。