課題來源與背景：
隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字圖像已成為多媒體大數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)載體。其版權(quán)保護問題已經(jīng)引起國內(nèi)外學者的高度關(guān)注。
由于多媒體大數(shù)據(jù)具有信息量大、內(nèi)容相關(guān)性高、數(shù)據(jù)冗余度大等特點，傳統(tǒng)的密碼技術(shù)已經(jīng)難以解決其版權(quán)保護、數(shù)據(jù)溯源等內(nèi)容安全問題。因此，進行基于矩陣分解的融合域彩色圖像水印技術(shù)研究是十分必要和迫切的。
研究目的與意義：
本項目針對多媒體大數(shù)據(jù)環(huán)境下出現(xiàn)的版權(quán)保護、數(shù)據(jù)溯源等新問題，利用多媒體大數(shù)據(jù)具有的高度冗余性，提出基于矩陣分解的融合域高性能彩色圖像水印新方法。這一方法突破了傳統(tǒng)水印算法實時性差的瓶頸，不僅為研究多媒體大數(shù)據(jù)中的圖像水印提供強有力的理論支撐，而且其成果可以進一步被擴展、推廣到視頻水印領(lǐng)域，具有很好的應(yīng)用前景。
本項目立足科技發(fā)展前沿，研究目標明確，學術(shù)思想新穎，具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。
主要論點與論據(jù)：
1. 研究了基于融合域的高實時性彩色圖像水印新方法。本項目融通了空域與變換域的關(guān)系，先后理論證明并實驗驗證了矩陣奇異值分解、Schur分解、QR分解、快速傅里葉變換、離散小波變換等的特殊系數(shù)在空域中的實現(xiàn)機制，提出多種融合域數(shù)字水印方法，充分發(fā)揮了空域算法實時性好、變換域算法魯棒性高的優(yōu)勢，提高了彩色圖像數(shù)字水印算法的性能。
研究基于矩陣分解的高不可見性彩色圖像水印新方法。本項目利用矩陣分解后系數(shù)之間的高度相似性及數(shù)字水印的多數(shù)字基表示，將三進制編碼的彩色圖像數(shù)字水印嵌入到QR分解的正交矩陣中，實際減少了被修改的像素數(shù)量，提高了數(shù)字水印算法的不可見性。
研究抗幾何攻擊的高魯棒性彩色圖像水印新方法。本項目在數(shù)字水印設(shè)計過程中，分析影響幾何攻擊的特點，借助圖像邊緣像素的幾何特性，運用偽隨機置亂算法，改善水印嵌入位置及提取策略，提高算法的抗剪切、縮放及旋轉(zhuǎn)攻擊的能力。
創(chuàng)見與創(chuàng)新：
1. 結(jié)合空域、變換域水印算法各自的優(yōu)點，提出在空域中實現(xiàn)變換域的融合域彩色圖像數(shù)字水印方法，提高算法的實時性。
借助矩陣分解后的因子關(guān)系，兼顧水印的魯棒性要求，設(shè)計基于矩陣分解補償與優(yōu)化的高不可見性彩色圖像水印方法。
構(gòu)造圖像邊緣提取算子，提出基于圖像邊緣像素特征的抗幾何攻擊魯棒性水印算法，解決大容量彩色圖像數(shù)字水印抗幾何攻擊魯棒性差的難題。
取得的標志性成果：
整體情況：
通過本項目研究，項目組在國內(nèi)外重要學術(shù)期刊已經(jīng)發(fā)表論文10篇，其中SCI期刊論文6篇。在此基礎(chǔ)上，項目主持人申請獲批國家自然科學基金面上項目1項，另外項目成員3位老師獲批國家自然科學基金面上項目3項。項目組申請獲批國家發(fā)明專利4項，指導(dǎo)培養(yǎng)碩士生3名，并形成一套基于QR分解的圖像版權(quán)保護系統(tǒng)V1.0，至此超額完成申請書中所有預(yù)定目標。
應(yīng)用及成果轉(zhuǎn)化前景：
在項目實施過程中，積極進行科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化工作?，F(xiàn)已將部分專利與煙臺東方威思頓電氣有限公司進行合作轉(zhuǎn)化成應(yīng)用成果，在該公司的數(shù)字版權(quán)保護中發(fā)揮積極作用。隨著國家數(shù)字安全意識的日益提高，數(shù)字版權(quán)保護的需求日趨增多，四川宇飛信息工程有限責任公司的迅猛發(fā)展及其對行業(yè)國標的制定充分證明了數(shù)字水印廣泛應(yīng)用的重要意義。本項目提出的高性能彩色圖像數(shù)字水印具有較好的應(yīng)用前景，具有一定的工程應(yīng)用價值。
科學意義：
研究并發(fā)現(xiàn)了空域與變換域特殊情況下的融合機理，在空域中快速實現(xiàn)變換域數(shù)字水印算法（簡稱融合域數(shù)字水印算法）。這樣水印嵌入與提取無需進入復(fù)雜的變換域而在空域中即可完成，縮短了水印嵌入與提取的運行時間，該融合機理的研究發(fā)現(xiàn)具有重要的科學意義。
課題來源與背景隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字圖像已成為多媒體大數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)，其版權(quán)保護問題已經(jīng)引起國內(nèi)外學者的高度關(guān)注。
由于多媒體大數(shù)據(jù)具有信息量大、內(nèi)容相關(guān)性高、數(shù)據(jù)冗余度大等特點，傳統(tǒng)的密碼技術(shù)已經(jīng)難以解決其版權(quán)保護、數(shù)據(jù)溯源等內(nèi)容安全問題，因此進行基于矩陣分解的融合域彩色圖像水印技術(shù)研究是十分必要和迫切的。
研究目的與意義本項目針對多媒體大數(shù)據(jù)環(huán)境下出現(xiàn)的版權(quán)保護、數(shù)據(jù)溯源等新問題，利用多媒體大數(shù)據(jù)具有的高度冗余性，提出基于矩陣分解的融合域高性能彩色圖像水印新方法，突破傳統(tǒng)水印算法實時性差的瓶頸，不僅為研究多媒體大數(shù)據(jù)中的圖像水印提供強有力的理論支撐，而且其成果可以進一步被擴展、推廣到視頻水印領(lǐng)域，具有很好的應(yīng)用前景。
本項目立足科技發(fā)展前沿，研究目標明確，學術(shù)思想新穎，具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。
主要論點與論據(jù)
（1）研究了基于融合域的高實時性彩色圖像水印新方法。本項目融通了空域與變換域的關(guān)系，先后理論證明并實驗驗證了矩陣奇異值分解、Schur分解、QR分解、快速傅里葉變換、離散小波變換等的特殊系數(shù)在空域中的實現(xiàn)機制，提出多種融合域數(shù)字水印方法，充分發(fā)揮了空域算法實時性好、變換域算法魯棒性高的優(yōu)勢，提高了彩色圖像數(shù)字水印算法的性能。
（2）研究基于矩陣分解的高不可見性彩色圖像水印新方法。本項目利用矩陣分解后系數(shù)之間的高度相似性及數(shù)字水印的多數(shù)字基表示，將三進制編碼的彩色圖像數(shù)字水印嵌入到QR分解的正交矩陣中，實際減少了被修改的像素數(shù)量，提高了數(shù)字水印算法的不可見性。
（3）研究抗幾何攻擊的高魯棒性彩色圖像水印新方法。本項目在數(shù)字水印設(shè)計過程中，分析影響幾何攻擊的特點，借助圖像邊緣像素的幾何特性，運用偽隨機置亂算法，改善水印嵌入位置及提取策略，提高算法的抗剪切、縮放及旋轉(zhuǎn)攻擊的能力。
創(chuàng)見與創(chuàng)新
（1）結(jié)合空域、變換域水印算法各自的優(yōu)點，提出在空域中實現(xiàn)變換域的融合域彩色圖像數(shù)字水印方法，提高算法的實時性。
（2）借助矩陣分解后的因子關(guān)系，兼顧水印的魯棒性要求，設(shè)計基于矩陣分解補償與優(yōu)化的高不可見性彩色圖像水印方法。
（3）構(gòu)造圖像邊緣提取算子，提出基于圖像邊緣像素特征的抗幾何攻擊魯棒性水印算法，解決大容量彩色圖像數(shù)字水印抗幾何攻擊魯棒性差的難題。
5.取得的標志性成果整體情況通過本項目研究，項目組在國內(nèi)外重要學術(shù)期刊已經(jīng)發(fā)表論文10篇，其中SCI期刊論文6篇，在此基礎(chǔ)上項目主持人申請獲批國家自然科學基金面上項目1項，另外項目成員3位老師獲批國家自然科學基金面上項目3項，項目組申請獲批國家發(fā)明專利4項，指導(dǎo)培養(yǎng)碩士生3名，并形成一套基于QR分解的圖像版權(quán)保護系統(tǒng)V1.0，至此超額完成申請書中所有預(yù)定目標。
6. 應(yīng)用及成果轉(zhuǎn)化前景在項目實施過程中，積極進行科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化工作，現(xiàn)已將部分專利與煙臺東方威思頓電氣有限公司進行合作轉(zhuǎn)化成應(yīng)用成果，在該公司的數(shù)字版權(quán)保護中發(fā)揮積極作用。
隨著國家數(shù)字安全意識的日益提高，數(shù)字版權(quán)保護的需求日趨增多，四川宇飛信息工程有限責任公司的迅猛發(fā)展及其對行業(yè)國標的制定充分證明了數(shù)字水印廣泛應(yīng)用的重要意義，本項目提出的高性能彩色圖像數(shù)字水印具有較好的應(yīng)用前景，具有一定的工程應(yīng)用價值。
科學意義研究并發(fā)現(xiàn)了空域與變換域特殊情況下的融合機理，在空域中快速實現(xiàn)變換域數(shù)字水印算法（簡稱融合域數(shù)字水印算法），這樣水印嵌入與提取無需進入復(fù)雜的變換域而在空域中即可完成，縮短了水印嵌入與提取的運行時間，該融合機理的研究發(fā)現(xiàn)具有重要的科學意義。
