基于奇偶量化的空域抗几何攻击图像水印算法原理介绍

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1、第31卷第1期电子与信息学报Vol.31No.12009年1月JournalofElectronics&InformationTechnologyJan.2009基于奇偶量化的空域抗几何攻击图像水印算法①①②李雷达郭宝龙表金峰①(西安电子科技大学智能控制与图像工程研究所西安710071)②(拉夫堡大学计算机科学系英国莱斯特郡)摘要：数字水印对几何攻击的鲁棒性问题一直没有得到很好的解决，该文提出了一种能够抵抗RST(旋转、缩放、平移)攻击，局部剪切以及常规信号处理攻击的多比特图像水印算法。该文利用尺度不变特征变换(SIFT)进行水印信号的同步；设计了一种圆环形的水印模式，并在空域采用奇偶量化嵌入

2、水印；并设计了一种奇偶检测器提取水印。实验结果表明该算法能获得很好的图像质量，且能十分有效地抵抗各种几何攻击以及常规的压缩，滤波等攻击。关键词：图像水印；几何攻击；SIFT特征点；奇偶量化中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-5896(2009)01-0134-05SpatialDomainImageWatermarkingSchemeRobusttoGeometricAttacksBasedonOdd-EvenQuantization①①②LiLei-daGuoBao-longBiaoJin-feng①(InstituteofIntelligentControl&Image

3、Engineering,XidianUniversity,Xi’an710071,China)②(DepartmentofComputerScience,LoughboroughUniversity,Leics,UnitedKingdom)Abstract:Watermarkrobustnesstogeometricattacksisstillanopenproblem.Thispaperpresentsanewmulti-bitimagewatermarkingschemethatcanresistRotation,Scaling,Translation(RST),croppingaswel

4、lascommonsignalprocessingattacks.TheproposedschemeachieveswatermarksynchronizationusingScale-InvariantFeatureTransform(SIFT).Thewatermarkisdesignedinacirquepatternanditisembeddedinspatialdomainusingodd-evenquantization.Anodd-evendetectorisdesignedtoextractthewatermark.Simulationresultsshowthatthepro

5、posedschemeachievesgoodimagequalityanditisrobusttogeometricattacksaswellastraditionalimagecompression,filteringoperations.Keywords:Imagewatermarking;Geometricattacks;SIFTfeatures;Odd-evenquantization[7]1引言成三角形集合，在三角形中进行水印的嵌入和提取。该方法的缺点在于Harris特征点对图像的尺度变化敏感，且提取数字水印技术是对多媒体产品进行版权保护的一种有[1]的特征点过多。因此，水印嵌入和

6、提取时生成的三角形不能效手段。许多已有的图像水印算法仅能抵抗图像压缩，滤很好地匹配。Tang等利用墨西哥帽小波尺度交互特征提取波等信号处理攻击，不能抵抗旋转、缩放、平移(RST)，剪图像的特征点，据此生成圆形的局部区域，并进行归一化，切等几何攻击。几何攻击对水印系统的影响在于水印信号仍[8]在DFT域嵌入水印。该方法最大的缺点是不能抵抗缩放攻然存在于图像中，但是位置已经发生变化。抗几何攻击图像击，因为圆形区域的半径是固定的，当图像存在缩放的时候，[2]水印算法常用的方法有：(1)在对几何攻击具有不变性的域局部区域包含的内容不同，因此很小的尺度变化就会导致水[35]−嵌入水印；(2)嵌入一个额外

7、的模板估计图像的几何变换印检测失败。笔者在文献[9]中提出的算法利用尺度不变特征[6][79]−参数；(3)利用图像的特征点进行水印同步。利用图像变换(SIFT)进行水印信号的同步，水印信号由Zernike矩生的特征点进行水印同步是第二代水印的典型特征，也是近年成。该算法能抵抗多种几何攻击，但仅能判断水印存在与否，来研究的热点。且由于利用了Zernike矩，计算代价相对较高。利用图像特征点进行水印