用于图像篡改定位和恢复的分层半脆弱数字水印算法的详细介绍
第7期 刘泉等：用于图像篡改定位和恢复的分层半脆弱数字水印算法 ·109·
、图7（h）为被篡改图像的恢复效果。 图7（f）
4 结束语
本文在文献[9]的基础了，提出了一种用于图像
内容认证、篡改定位与恢复的半脆弱图像数字水印算法，该算法的主要特点包括以下几个方面：
1）文献[9]采用分层方式进行水印提取和篡改定位，具有较高的篡改定位精度和抗VQ攻击能力，因此本文也采用分层思想进行篡改定位，具有较好的抗VQ攻击能力。但文献[9]的缺点是不具备篡改恢复功能，因此本文增加了一个恢复水印，设计了两类水印信息，一是和文献[9]具有相同功能的认证水印，用于篡改定位，二是恢复水印，目的是用于篡改恢复，这两类水印共8bit。其中认证水印由奇偶校验码和块与子块之间灰度平均值的比较组成；恢复水印为环面自同构映射块的平均灰度值；
2）嵌入算法采用著名的空间域LSB算法，将水印信息嵌入到原始图像所有像素的2bit LSB，目的是为了提高篡改恢复效果，算法实现原理简单，定位精确度高，篡改恢复效果好。而文献[9]仅使用原始图像所有像素的LSB嵌入认证水印，不能对篡改图像进行有效恢复。
3）本文分3层对水印进行检测和篡改定位。如果某些篡改在第一层未被精确定位，那么在第2层和第3层检测可完全定位出篡改位置。因此，该算法具有较高的篡改定位精度和良好的恢复效果。
本文算法经过实验验证可以检测出图像中篡改内容的位置，并且可以对篡改内容进行有效的恢复，同时能有效抵抗矢量量化攻击。 参考文献：
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(a) 嵌入水印后图像 (b) 物体删除篡改图像
(c)第1层检测篡改定位图像
(d)篡改恢复图像，RPSN
=26.87dB
(e) 第2层检测篡改定位图像
(f) 篡改恢复图像RPSN
=29.27dB
(g) 第3层检测篡改定位图像
(h) 篡改恢复图像RPSN=32.98dB
图7 带水印woman图像的3层篡改定位与恢复
1层检测和第2层检测后的图像篡改定位结果，图6（d）和6（f）为对应层检测后的恢复图像。图7（c）、7（e）、7（g）分别为经过第1层检测、第2层检测和第3层检测后的图像篡改定位结果，图7（d）、7（f）和7（h）为对应层检测后的恢复图像。
图5（c）、图6（c）和图7（c）分别为经第1层检测后图像篡改定位的结果，篡改位置用标白定位，由结果可见算法具有准确的篡改检测及精确定位性能。图5（d）、图6（d）、图6（f）、图7（d）、
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