圖像水印算法介紹普通圖像水印隱蔽性圖像魯棒性水印能夠抵抗各種信號處理、攻擊圖像脆弱性水印完整性驗證、篡改定位12025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking圖像（半）脆弱水印的應(yīng)用22025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking圖像（半）脆弱水印的應(yīng)用32025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking4圖像（半）脆弱水印的應(yīng)用（a）塊B1被壓縮后隱藏到塊B2的LSB中2025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking5圖像（半）脆弱水印的應(yīng)用（b）車牌部分被調(diào)換2025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking6圖像（半）脆弱水印的應(yīng)用（c）提取并恢復(fù)后的圖像（車牌被改正過來）2025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking內(nèi)容認(rèn)證內(nèi)容認(rèn)證研究以下幾個問題作品是否被改變？作品是否被顯著改變？作品哪一部份被改變？被改變的作品能復(fù)原嗎？2025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking7內(nèi)容認(rèn)證基于密碼學(xué)的完整性認(rèn)證方案使用哈希函數(shù)生成內(nèi)容的摘要。使用發(fā)送方私鑰對摘要簽名。發(fā)送內(nèi)容及其簽名到接收方。接收方驗證簽名，判定內(nèi)容完整性。每一個問題都有水印以外的解決方案，水印解決方案的特點在于：不需要額外的數(shù)據(jù)存儲認(rèn)證信息。傳輸過程中，水印經(jīng)受與載體相同的處理。2025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking8內(nèi)容認(rèn)證完全內(nèi)容認(rèn)證完全內(nèi)容認(rèn)證系統(tǒng)用于驗證作品是否一點沒變主要用途醫(yī)學(xué)圖像，法庭證物主要方法脆弱水印：算法被設(shè)計為，即使作品僅被微小改變，水印也會消失。嵌入簽名：用密碼技術(shù)產(chǎn)生的簽名作為水印嵌入到載體中。2025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking9內(nèi)容認(rèn)證——完全內(nèi)容認(rèn)證基于脆弱水印的認(rèn)證方法使用LSB將水印嵌入作品。傳輸過程中，若有噪聲、濾波、壓縮編碼等等環(huán)節(jié)，水印將消失。這樣的作品不能通過接受方的認(rèn)證。特點：水印與載體無關(guān)。2025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking10內(nèi)容認(rèn)證——完全內(nèi)容認(rèn)證基于脆弱水印的認(rèn)證方法的安全問題可以搜集多幅水印圖像，拼湊出篡改圖像，同時能通過認(rèn)證?？梢孕薷姆撬^(qū)域同時通過認(rèn)證。2025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking11內(nèi)容認(rèn)證——完全內(nèi)容認(rèn)證基于脆弱水印的認(rèn)證方法的安全問題2025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking12內(nèi)容認(rèn)證——完全內(nèi)容認(rèn)證嵌入簽名的方法P.W.Wong水印系統(tǒng)基于公鑰的圖像認(rèn)證和完整性數(shù)字水印系統(tǒng)。利用hash函數(shù)的單向性和“雪崩效應(yīng)”定位篡改。借助公鑰系統(tǒng)的便利性，公鑰的用戶完成對圖像的完整性檢測和身份認(rèn)證。132025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking內(nèi)容認(rèn)證——

P.W.Wong水印算法的流程

142025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking內(nèi)容認(rèn)證——

P.W.Wong水印算法的流程

152025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking內(nèi)容認(rèn)證——問題接收端如何完成圖像認(rèn)證？與基于LSB的脆弱水印方案的核心區(qū)別是什么？替換非水印區(qū)域比特是否能通過認(rèn)證？不使用水印圖像能否完成認(rèn)證？水印圖像的用途是？為什么要選用非對稱密鑰系統(tǒng)？162025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking內(nèi)容認(rèn)證——

P.W.Wong水印算法的流程

172025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking內(nèi)容認(rèn)證選擇認(rèn)證系統(tǒng)預(yù)定義引入合法失真的處理集，和引入非法失真的處理集，當(dāng)作品經(jīng)受前者而沒有后者處理時，能夠通過系統(tǒng)認(rèn)證。有三類基本方法：半脆弱水?。涸庥龊戏ㄌ幚頃r，水印能夠生存，遭遇非法處理時，水印消失。半脆弱簽名：以不受合法處理影響，但遭受非法處理時會發(fā)生改變的載體的特征為水印嵌入，水印算法可選穩(wěn)健算法或半脆弱算法。2025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking18內(nèi)容認(rèn)證有三類基本方法：Telltale水印：用于研究載體經(jīng)受哪些操作。通過研究水印的變化，推斷載體經(jīng)受哪些操作，最終判斷載體是否能通過認(rèn)證。2025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking19內(nèi)容認(rèn)證——半脆弱水印算法

半脆弱水印主要有以下思路：

與JPEG相結(jié)合的半脆弱數(shù)字水印算法：這類水印認(rèn)證算法一般是根據(jù)JPEG編、解碼器的特點而設(shè)計的,故水印算法通常對JPEG壓縮具有較好的魯棒性,而對其他的圖像操作反應(yīng)敏感

從魯棒水印算法演變而來的半脆弱水印算法：該類算法主要是借鑒魯棒圖像水印算法的一些經(jīng)典方法(如擴頻水印)來設(shè)計相應(yīng)的認(rèn)證算法

202025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking內(nèi)容認(rèn)證——半脆弱水印算法

基于視覺掩蔽模型的半脆弱水印算法將人眼視覺掩蔽模型應(yīng)用于數(shù)字水印系統(tǒng)，會使嵌入水印后的圖像具有更好的主觀視覺質(zhì)量

基于小波域的半脆弱水印算法由于小波變換是一種空間—頻率分析方法，能同時反映圖像的空間位置和頻率小波變化的局部化作用能夠檢測到圖像被篡改的區(qū)域小波變化的頻率域則反映了被篡改的尺度（頻帶）212025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking內(nèi)容認(rèn)證——半脆弱水印二值圖像作為水印音頻分段做DWT和DCT變化。量化系數(shù)嵌入水印，每次嵌入一行。系數(shù)做IDCT和IDWT變化。重組所有分段。音頻分段做DWT和DCT變化。提取水印W'。W‘與原始水印W做抑或。判決載體是否被篡改。2025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking22內(nèi)容認(rèn)證——半脆弱水印認(rèn)證效果（圖片、數(shù)據(jù)源自參考文獻2）2025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking23內(nèi)容認(rèn)證——半脆弱簽名基于JPEG的半脆弱簽名算法原理：定理1：系數(shù)的大小相對關(guān)系經(jīng)過均勻量化能夠得到保存定理2：均勻量化時，如果系數(shù)首先被一個較大的量化步長量化，則能夠使用較小的量化步長將系數(shù)無損的恢復(fù)出來。若定義量化算子如下則定理2可以表示為：(q2<=q1)2025/10/15DataHiding&DigitalWatermarking24內(nèi)容認(rèn)證——半脆弱簽名基于JPEG的半脆弱簽名算法根據(jù)定理1，可以產(chǎn)生簽名。把圖像分塊兩兩配對，比較每對特定位置DCT系數(shù)大小，生成簽名。根據(jù)定理2，可以嵌入簽名。用較大的量化步長，把簽名嵌入量化系數(shù)的最低比特。當(dāng)圖像經(jīng)受JPEG壓縮時，根據(jù)定理2可知，只要量化步長小于嵌入簽名時使用的步長，簽名信息都能正確地恢復(fù)。2025/10/15DataHiding&DigitalWaterma