为了解决奇异值最高位在几何攻击下易敏感性和零水印抗几何攻击性能差的问题,提出一种基于改进奇异值和子块映射的图像零水印技术。首先,对载体图像进行Arnold置乱处理,消除像素间的相关性。然后,进行Curvelet变换、分块以及奇异值分解以获得载体图像的稳定特征。同时,提出一种子块映射机制,将原始的版权图像划分成不同的子块,并通过对子块求和,使用不同的字符表示水印子块。最后,将载体图像的特征与水印子块按位进行逻辑运算生成零水印。实验结果表明,所提出的图像零水印算法在几何攻击、非几何攻击以及组合攻击下具有很强的鲁棒性,并且生成的零水印信息安全性更高。

离散小波变换不但能够更好地适合人眼视觉系统的特性, 并对于JPEG2000和MPEG4压缩标准比较能够较好的适应。通过小波变换进行嵌入水印信息得到的载体图像对于人眼视觉效果都比较良好, 并且载体图像中的水印信息具有较强的抵御力, 所以基于小波的数字水印技术研究对于目前现状有着重要的意义。使用一种基于小波变换的数字水印技术, 将低频子图分块并量化其小波系数, 采用Arnold置乱算法将水印嵌入到目标图像中并且可以从目标图像中完整地提取出水印, 最后可以通过对水印信息进行常见的水印攻击, 说明小波变换中的Arnold置乱算法的鲁棒性比较好。

针对QR码数字水印的鲁棒性和不可感知性的平衡问题, 提出一种基于Tetrolet变换和奇异值分解(SVD)的数字水印技术。首先, 利用Tetrolet变换将QR码图像的能量信息集中于Tetrolet系数中, 再对该系数进行SVD分解, 最后将置乱加密的水印图像嵌入奇异值矩阵中, 完成水印的嵌入。仿真实验结果表明, 该方法可以有效抵抗高斯、椒盐、乘积等多种噪声攻击和旋转、剪切、平移等几何攻击。该算法能在图像不失真的前提下, 有效提高水印的抗噪声和抗几何攻击的能力, 实现数字水印系统不可感知性和鲁棒性的平衡, 具有较强的实用性。

提出了一种以联合变换相关器和离散余弦变换为基础的数字水印方法。利用联合变换相关器光学加密系统对需要隐藏的信息进行加密,然后嵌入到宿主图像8×8分块的离散余弦变换中频系数上。与其他基于双随机相位编码的数字水印技术相比,该技术在加密阶段和解密阶段的密钥相同,省去了制作复共轭密钥的麻烦。数值仿真结果表明,这种数字水印技术具有很好的不可见性和很高的安全性,对JPEG压缩、剪切、滤波和加噪声等多种数字图像处理操作都具有很强的鲁棒性。

研究造假图像的准确识别问题。如果造假区域比较小,像素不会发生大规模排斥,造假区域与初始图像区域的像素融合度比较高。传统算法是基于像素排斥比例进行造假图像识别的,无法避免由于造假区域较小、初始图像区域像素融合度较高造成的像素排斥系数阀值较低,从而致使造假图像识别的准确率降低。提出了一种数字水印技术的造假图像识别方法,建立图像的数字水印数学模型,将水印信号嵌入到图像中,从待识别图像中提取相关水印参数,将二者进行对比分析,运用参数的变化来表示小区域的像素异常,从而实现造假图像的识别。实验证明,这种算法有效提高了造假图像识别的准确率。

利用自嵌入技术提出一种同时实现版权保护和内容认证的双功能图像水印算法.在嵌入端, 首先将原始图像划分成互不重叠的子块, 将各子块每个像素的最低m位置0, 然后将最低m位置0后的子块进行奇异值分解, 通过提取奇异值范数的最高位奇偶性产生原始鲁棒特征水印, 然后再将原始鲁棒特征水印嵌入各子块每个像素的最低m位得到含水印图像.检测端从攻击的含水印图像提取鲁棒特征水印的过程与嵌入端产生原始鲁棒特征水印的过程类似, 并且通过计算提取的鲁棒特征水印与原始鲁棒特征水印之间的归一化相关度进行版权鉴别, 通过判断提取的鲁棒特征水印与攻击图像各子块每个像素的最低m位的一致性实现篡改检测进行内容认证.理论分析和实验结果都表明算法具有非常好的不可见性.实验结果还表明, 算法不仅在抵抗添加噪音、剪切、JPEG压缩、平滑、重采样和几何攻击如随机删除行、向右偏移列、向下偏移行表现出很强的鲁棒性, 而且能够精确定位出篡改位置和区分篡改类型.因此, 算法具有版权保护和内容认证双重功能.

利用离散小波变换提出一种鲁棒量化灰度水印算法，采用按比例递减的量化步长将原始灰度水印图像的八个位平面通过奇偶量化方法分别嵌入原始载体图像具有对应重要性的八个小波子带。实验结果表明，算法在抵抗亮度和对比度调整、中值滤波、高斯低通滤波、添加高斯噪声、添加椒盐噪声和 JPEG压缩上都表现出较强的鲁棒性。

利用区域点设计抗偏移行攻击修正方法估算偏移行数，把偏移行攻击转化成剪切攻击，从而提出一种抗偏移行攻击盲鲁棒图像水印算法。嵌入端将原始图像分割成互不重叠的子块，通过调整每个子块四列像素数值大小嵌入水印。检测端先对攻击后的含水印图像进行抗偏移行攻击修正，然后通过像素值大小比较和多数判决原则提取水印。算法具有良好的不可见性，而且实现了盲提取。算法采用抗偏移行攻击修正，在抵抗偏移行攻击上表现出较强的鲁棒性。实验结果还表明，算法在抵抗高斯低通滤波、剪切、添加椒盐噪声、添加高斯噪声常规信号处理上也表现出较强的鲁棒性。

针对数字图像传输时经常面临JPEG压缩和几何攻击，提出一种抗JPEG压缩和几何攻击的鲁棒零水印算法.将原始图像分割成互不重叠的子块，对每个子块进行奇异值分解，对奇异值矩阵进行harr小波变换，通过比较相邻两个子块奇异值矩阵小波低频逼近子带对角线元素的均值大小关系产生零水印序列.数学理论分析表明:通过比较相邻两个子块奇异值矩阵所有奇异值的均值大小关系产生零水印序列,算法实质上没有对原始图像做任何改动，具有非常好的不可见性.实验结果表明,该算法在抵抗JPEG压缩和旋转、尺寸缩放、随机删除行列、偏移行列、打印-扫描几种几何攻击表现出比较强的鲁棒性.

针对现有许多图像水印算法无法抵抗亮度和对比度调整，提出了一种抗亮度和对比度调整的盲鲁棒量化水印算法.对原始图像进行离散小波变换，将低频子带分成互不重叠的子块，对每个子块进行离散余弦变换，在每个子块的离散余弦变换低频系数奇偶量化嵌入水印.检测端先对攻击后的含水印图像进行抗亮度和对比度调整修正，然后通过奇偶判断盲提取出水印.实验结果表明:该算法在抵抗亮度和对比度调整上表现出较强的鲁棒性，而且在抵抗添加高斯噪音、添加椒盐噪音、剪切、中值滤波、高斯低通滤波和JPEG压缩也表现出较强的鲁棒性.