抗几何攻击的图像和视频水印算法研究

数字水印作为多媒体数据版权保护的核心技术应用广泛。然而目前数字水印算法在仿射几何攻击下的提取正确率会严重下降。本申请拟从嵌入域选择策略的抗仿射攻击能力角度出发，面向图像和视频两种常见载体，提出对仿射几何攻击鲁棒的安全的盲水印嵌入方案。探索两种新的具有仿射不变性和高可重复性的图像特征区域：拉普拉斯尺度空间β稳定区域和关键三角区域；拟合并归一化这些嵌入域为规则的圆形和矩形，以实现对其DFT中频系数的水印嵌入。并且，本申请将抗仿射攻击能力拓展至视频并提出一种新的基于最稳定立体块的视频水印算法，对视频的最稳定立体块进行帧分组切割，结合量化索引调制技术实现水印嵌入。最后，本申请分析提出的算法相对于已有方法在鲁棒性、不可见性、安全性、水印容量等指标上的表现，明确其优势及应用范围。研究将拓展计算机视觉领域新成果在数字水印领域的应用范围，研究成果将为其它数据类型的数字水印技术提供新线索。

数字水印在信息化社会的今天有着重要的应用领域：版权保护、内容认证、数字指纹、篡改提示、标题与注释、使用控制、电子商务交易等，这些应用事关信息的安全和实际利益。本项目重点面向图像及多媒体信息设计了一系列新型水印方案，全方位深入地探讨了该领域的研究重点。其中针对图像媒体资源，建立了一套抗几何攻击水印算法能力集，提出多种相应的水印算法，包括基于连接对象和重心、基于β稳定特征区域、基于关键三角网格、基于前缀匹配和有向LSB嵌入、基于最大距离可分码以及基于像素块纹理的水印嵌入与提取技术。同时拓展了视频和语音等多媒体水印技术的应用，有效地将二维MSER思想延伸至三维视频；通过基于运动矢量统计特性进行视频水印信息对抗；构建双脆弱语音水印模式验证恶意攻击；以及实现加密环境下基于水印的语音搜索功能。最后研发了一套基于水印的自适应取证软件系统，通过该软件实际运行和测试，验证和评估了相关理论成果的正确性和有效性，并申请了软件著作权。本项目是严格按照任务书计划来执行，圆满完成了任务书计划的研究内容，提出的算法相对于已有方法在鲁棒性、不可见性、安全性、水印容量以及功能指标上，具备明确的优势和广泛的应用范围；从发表论文、著作以及专利情况上可以看出，相关研究成果处于全国先进水平。