A Scheme of Fragile Watermarking Based on SVD and 2D Chaotic Mapping

Introduction TheInternetandtheadvancementofdigital technologieshaveenablednumerousapplicationsin theareasofmultimediacommunicationsandmulti-medianetworking.Atypicalcharacteristicofdigi-talproductsisthattheyareeasytomanipulate,i.e.tostore,duplicate,transmitormodify.Thus,theauthenticationandthecopyrightprotec-tionfromunauthorizedmanipulationofdigitalau-dio,image,andvideodatabecomeanessential concerninthedigitalmultimediaera[1].Digitalwa-termarkinghasattractedconsiderableattentionand seennumerou…     

一种基于Arnold混沌映射的数字水印技术研究

数字水印技术作为版权保护的重要手段,已得到广泛地研究和应用．提出了一种基于Arnold混沌映射的数字水印技术和水印信息置乱效果评价方法,用Arnold变换对原始水印信号进行置乱,再经过M序列扩频,将处理后水印信号嵌入宿主图片小波域的低频系数中,通过对四组不同条件和嵌入方法的比较,通过实验证明该算法具有良好的稳健性．     

基于图像内容和混沌系统的图像认证算法

提出了一种利用离散余弦变换（Discrete Cosine Transform,DCT）系数和混沌系统的可用于检测图像篡改定位的脆弱性数字水印算法.首先将图像进行不重叠的分块,分块后的图像经过DCT变化后,利用中频系数产生水印.同时利用混沌系统构成图像块间信息嵌入和提取的对应关系,并将水印嵌入到相关块的最低有效位.图像篡改检测过程为：将提取的水印和生成的水印进行比较,通过差异的位置对其进行定位.实验结果显示,该算法具有良好的定位精度,混沌系统的采用,使算法具有较高的安全性.     

基于双置乱与奇异值分解的彩色图像水印算法

提出了一种基于水印和载体双双置乱的安全水印算法。首先将载体图像由RGB色彩空间转换为YUV彩色空间,再经Fibonacci变换置乱后,对Y分量进行8×8分块,对各块进行奇异值分解。将二值图像经过Arnold置乱后嵌入到Y分量的各块的奇异值中。经仿真实验证明,该算法对JPEG压缩、剪切、旋转、滤波等几何攻击具有比较好的稳健性。     

Binary Image Watermarking Algorithm Using Matrix of Complexity Index

A new watermarking algorithm of binary image is proposed.The complexity index of pixels is presented to reflect the change degree of pixels and to evaluate the modifiable degree of pixels.Firstly, in a small image block, the complexity index of"jumping-change"is calculated in vertical and horizontal direction.Secondly, the matrix of the complexity index is calculated by integrating the complexity index of pixels in two directions.Finally, the matrix of the complexity index is used to embed the watermark in binary images.Experimental results show that the proposed algorithm has a good performance.     

Novel Blind Robust Watermarking Based on Chaotic Mixing

This paper proposed a novel blind robust watermarking scheme. Multi-bits watermark is embedded in the chaotic mixed image blocks. Energy of the watermark is spread to all region of the blocks instead of some individual pixels, which entitles the watermark with imperceptibility and high robustness. A class of 1-D Markov chaotic maps is employed to perform image block mixing and watermark encryption ensures security of the system.To prove the validity of this proposed scheme, some objective comparisons with the popular spread spectrum scheme were also presented. The simulation results show that this scheme can survive processing such as high-ratio JPEG compression, Gaussian noise pollution and histogram equalization.     

图像分块下的隧道裂缝识别方法

针对隧道衬砌表面不均匀光照、渗水和噪声等强视觉干扰,设计了基于图像分块的隧道衬砌裂缝检测算法;根据中国西部地区的地理特征和隧道衬砌的外观病害,研制开发出一种快速、自动化的非接触式智能隧道结构物外观检测系统; 以非均匀光照下隧道图像数据集为研究对象,在图像分块的基础上提出一种适用于隧道裂缝特征提取的图像识别算法;研究了电子元件产生的噪声,并分析和总结了隧道衬砌的灾害特征;根据裂缝特征和分辨率将图像矩阵划分为适当数量的区域块,根据区域块的灰度特征将原始图像划分为目标背景区、目标病害区、病害背景区和其他区域,通过最大类间方差法和局部阈值法分割得到了隧道裂缝的粗图像,在此基础上进行了粗图像裂缝特征提取;对原始图像的每个区域块进行了对比度受限的自适应直方图均衡操作和局部阈值分割,得到了细节图像;将细节图像和粗图像的重叠区域设为理想裂缝二值化图像;结合隧道结构物外观检测系统对不同方向的裂缝图像进行了二值化试验,并通过隧道裂缝定位和投影法得到了隧道衬砌图像中裂缝的位置信息和方向。研究结果表明:提出的算法对隧道裂缝识别的准确值、召回率和F值可分别达90.34%、98.78%和94.37%,既可以保证隧道裂缝的完整性,也可以在非均匀光照下最大程度地保留目标裂缝的细节,可用于处理一般灰度图像的二值化问题。      

奇异值分解算法在数字水印技术中的应用

奇异值分解算法应用于数字水印技术中,把水印信息按位置换,对宿主图像分块并做奇异值分解,在奇异值域做数学变换以重复嵌入按位置换的二值水印信息．实验结果表明,该方法既提高了水印的信息量,同时又使得水印图像具有很强的稳健性,能抵抗旋转和裁剪等多种攻击,水印的保密性与鲁棒性均有显著的提高．     

A semi-fragile wavelet transform watermarking scheme for content authentication of images

A novel semi-fragile watermarking scheme for the content authentication of images using wavelet transform (WT) is presented in this paper. It is tolerant to the embedded wavelet image compression methods based on WT such as embedded zerotree wavelet (EZW), set partitioning in hierarchical trees (SPIHT) and embedded block coding with optimized truncation (EBCOT) in JPEG2000 to a pre-determined bit-plane, but is sensitive to all other malicious attacks. The image features are generated from the lowest-frequency (LF) subband of the original image as the embedded watermark. The watermark is embedded into the pre-determined bit-plane by adjusting the corresponding values in the given subband. In the process of watermarking authentication, we compare the image features generated from the LF subband of the received image with the embedded watermarking information (the image features of the original image) extracted from the pre-determined bit-plane in the given subband of the received image to decide whether the image is attacked maliciously or processed acceptably (the embedded wavelet compression). The most important advantage of our watermarking scheme is that the watermark information can be extracted from the watermarked image when detecting watermark, so the received image authentication needs no information about the original image or watermark. Experimental results prove the effectiveness of our proposed watermarking scheme.     

基于灰度投影和宏块线性搜索的电子稳像

为减轻因摄像机震动造成的视频序列失稳,提出了一种基于灰度投影和宏块线性搜索的电子稳像方法.该方法首先利用灰度投影进行粗匹配,估计当前图像相对于参考图像的偏移量;再利用块匹配结合正方形线性搜索进行精确匹配,得到较精确的位置偏移量,进而进行运动补偿实现视频稳定.实验结果表明,该方法能使稳像精度得到提高,同时与全搜索法和菱形搜索法相比,计算复杂度有所减小.     

基于混沌系统的量子彩色图像加密算法

为了提高图像安全性,将混沌系统引入到量子图像加密领域. 首先通过Chen混沌将图像按位异或;然后将彩色图像表示为量子的叠加态,通过Logistic混沌序列产生幺正矩阵对量子图像进行置乱;再次产生一个混沌序列对每个像素的红绿蓝三基色进行随机互换,达到对量子图像加密的目的;最后,在经典计算机上进行了模拟实验,结果表明加密后图像直方图更为平滑,像素平均分布在0～255范围内,图像相邻像素相关性低,加密图像红绿蓝像素相关系数平均值分别为0.001 6、0.001 7和0.003 8,并且密钥敏感性高,能有效抵抗穷举攻击和统计攻击,算法具有良好的有效性和可行性.      

基于结构光的多投影显示系统图像对准算法

为了解决多投影显示系统的图像对准问题,提出了一种基于结构光投影技术的对准算法.该算法通过求取等相位线的交点来建立投影机图像与相机拍摄图像间的映射关系,对于投影机图像上任一像素点,有水平和垂直2个相位值.在相机图像的水平相位展开图中找出与该点水平相位值相等的离散坐标点的位置,拟合出一条水平等相位线,同理,可以得到它的一条垂直等相位线;求出水平和垂直等相位线的交点,即为该点对应于相机图像中的像素点.该算法无需知道显示墙的解析表达式和相机的内部参数,适用于任意光滑的曲面显示墙.对准后图像与原始图像的对比实验表明:峰值信噪比达到27.904,结构相似度为0.972 4,说明该算法能有效提高图像的对准精度.      

基于混沌系统和DNA编码的量子图像加密算法

为了确保量子信息的安全,结合混沌系统和DNA编码理论,提出了一种基于混沌系统和DNA编码的量子图像加密算法. 首先将图像进行量子编码;然后利用Logistic混沌产生幺正矩阵对量子图像进行置乱;再利用Lorenz混沌产生自然DNA矩阵并且动态选择DNA加法操作进行DNA运算,计算后得到幺正矩阵对量子图像再次加密;最后对量子图像进行测量得到经典密文图像. 通过仿真实验和直方图、相关性、NPCR （number of pixel change rate）像素改变率等指标分析,结果表明加密后的图像灰度分布均匀,各灰度级均分布于在1 000左右,相邻像素相关性更低,相关系数平均值0.002,NPCR像素改变率为99.6%,加密效果好且具有良好的安全性.      

基于脆弱数字水印的人脸图像的安全性

针对人脸识别系统中人脸图像数据可能受到攻击，导致人脸图像被恶意添加、替换、篡改等安全隐患，采用脆弱数字水印方法，解决上述人脸识别系统中人脸图像数据安全问题．用人脸原始图像的小波低频系数的高7位生成低频压缩图像，作为水印．通过混沌置乱加密，将水印直接嵌入到原始人脸图像的最低有效位平面，区分人脸图像篡改并定位检测．实验结果表明，采用脆弱数字水印的人脸图像对恶意添加、替换、篡改都有很高的敏感度．嵌入脆弱数字水印对人脸图形的特征提取的识别率以及识别速度的影响都很小．     

一种基于整数小波变换的彩色图像盲水印技术

提出了一种在静止的彩色图像中嵌入盲水印的鲁棒算法,用彩色图像作为数字水印的载体,将有意义的二值图像作为水印图像,利用人类视觉系统(HVS)特性,综合考虑水印的鲁棒性和不可见性,将水印信息嵌入到小波分解的低频域(LLn),通过理论分析和实验结果证明:算法满足水印的抗JPEG压缩攻击、复杂度较低、实用性较强、对原图的影响较小,具有可行性和有效性等特点。     

基于分块EnKF的非线性目标跟踪算法

针对滤波航迹的相关性以及初始状态的选择会对跟踪性能产生影响的问题,将集合卡尔曼滤波算法引入到非线性目标跟踪领域,验证了其可行性和有效性,提出了基于分块集合卡尔曼滤波的非线性目标跟踪算法.采用分块思想生成初始集合,使用协方差矩阵加权方法解决分块间的航迹相关问题.仿真结果表明基于分块集合卡尔曼滤波的目标跟踪算法计算复杂度和以往的集合卡尔曼滤波算法同阶的情况下可以提供更高的运动参数估计精度,解决了粒子滤波算法计算量大难以进行实时跟踪的问题.      

Research on anti-counterfeiting quick response 2D barcode techniques based on digital watermark

In order to increase the watermarking capacity and improve the anti-counterfeiting performance of quick response (QR) two-dimensional (2D) barcode based on digital watermarking technique, this paper proposes a kind of graying algorithm for binary image to make transform domain watermarking methods possible. Based on the graying algorithm, the quantization-based watermarking scheme in discrete wavelet transform (DWT) domain is then designed. The experiments show that the proposed watermarking scheme for QR 2D barcode greatly improves anti-counterfeiting performance without loss of any barcode information.     

基于二维耦合映像格子模型的图像加密

为了平衡混沌系统的复杂性和效率之间的关系，将分段Logistic映射（piecewise Logistic map，PLM）引入到二维耦合映像格子（2D coupled map lattices，2DCML）模型中. 采用暂态转换以使模型的输出序列服从均匀分布，进而得到T2DCML模型，基于此模型提出了一类图像加密算法. 在加密算法中，利用模型输出的伪随机序列构造两个初等变换矩阵，对图像进行置乱操作；然后再从模型中提取状态值的比特构造整数序列，对置乱后的图像进行扩散操作；经过若干轮的置乱与扩散操作，产生最后的加密图像. 仿真实验及性能分析表明:该算法的相关系数的绝对平均值为0.001 3，信息熵为7.999 3，像素变化率（number of pixel change rate，NPCR）和统一平均变化强度（unified average change intensity，UACI）分别为99.63%和33.60%，能够有效满足图像在网络中安全传输的需求.      

基于DCT-SVD的抗几何攻击图像水印算法

针对DCT域的最优均值量化盲水印算法抵抗剪切、旋转、缩放等几何攻击的能力不强,给出了一种DCT-SVD图像水印算法.该算法利用奇异值具有几何不变性,使算法具有较好抗几何攻击性能.实验结果表明,该算法对加噪、JPEG压缩、滤波、几何攻击等多种攻击都具有很强的鲁棒性.     

基于小波变换自适应数字图像水印算法

阐述了图像数字水印和小波变换的基本原理,通过对小波基、分解级数、小波系数选择及人类视觉掩蔽特性等的分析,提出了一种基于小波变换自适应图像数字水印算法．通过剪切、加噪、滤波、锐化、模糊等几种常用攻击技术对算法进行了测试,实验结果表明该算法具有较强的鲁棒性．