基于智能优化和压缩感知的自适应可逆水印关键技术研究

Reversible watermarking does not cause distortion on an authenticated image, hence it is very suitable for the protection and authentication of medical image, military image and remote sensing image. Currently,the existing reversible watermarking schemes can not still meet people's demand on these key technologies covering embedding threshold optimezation, tamper localization and tamper restoration. Aiming at these problems, this project will carry out the research of key technologies of self-adaptive reversible watermarking，and the research content includes: 1) Study the embedding and extraction algorithm of reversible watermarking with high performance. 2) Through the selection of embedding threshold using an intelligent optimization method, realize the effective compromise between embedding capacity and image quality. 3) Based on the compressed sensing theory, realize the tamper localization of Region of Interesting (ROI) of authenticated image in the reversible watermarking scheme. 4) Research the effective reconstruction algorithm of compressed sensing signal, achieve the exact restoration of tampered content in the authenticated image. 5) Verify and analyse the proposed scheme by typical examples.

可逆水印不会对认证图像造成失真，因而非常适合对医学图像、军事图像、遥感图像等的保护和认证。目前，已有的可逆水印方案在嵌入阈值优化、篡改定位及篡改恢复等关键技术方面还不能满足人们的需求。本项目针对这些问题，开展基于智能优化和压缩感知的自适应可逆水印关键技术研究。内容包括：1）高性能的可逆水印信息嵌入和提取算法研究；2）使用智能优化方法来选择阈值，实现嵌入容量与加水印图像质量之间的有效折衷；3）基于压缩感知理论，在可逆水印方案中实现认证图像感兴趣区域的篡改定位；4）研究压缩感知信号的高效重建算法,完成可逆水印认证图像中篡改内容的精确恢复；5）典型实例验证与分析。

可逆水印不会对认证图像造成失真，因而非常适合对医学图像、军事图像、遥感图像等的保护和认证。目前，已有的可逆水印方案在嵌入阈值优化、篡改定位及篡改恢复等关键技术方面还不能满足人们的需求。本项目针对这些问题，开展基于智能优化和压缩感知的自适应可逆水印关键技术研究。主要完成工作包括：1）高性能的可逆水印信息嵌入和提取算法研究；2）使用智能优化方法来选择阈值，实现嵌入容量与加水印图像质量之间的有效折衷；3）提出压缩感知信号的高效重建算法。4) 基于可逆水印和压缩感知，实现认证图像感兴趣区域的篡改定位及篡改内容的恢复。围绕主要研究工作，目前项目组提出了一系列算法，并且这些算法都通过实例进行了验证与分析。本课题已发表论文22篇，其中SCI收录9篇，EI收录10篇；申请国家发明专利2项，其中已授权1项；项目组1名教师获评计算机学会高级会员；培养了3名青年教师。项目组成员多次参加国际学术会议进行学术交流，并与美国新泽西理工学院和南京邮电大学开展学术访问及学术报告活动。本项目的实施与完成，为可逆水印嵌入性能的提高以及图像篡改内容的认证提供了新方法，为可逆水印的应用打下了良好基础。