The screen-cam process, which is taking pictures of the content displayed on a screen with mobile phones or cameras, is one of the main ways that image information is leaked. However, traditional image watermarking methods are not resilient to screen-cam processes with severe distortion. In this paper, a screen-cam robust watermarking scheme with a feature-based synchronization method is proposed. First, the distortions caused by the screen-cam process are investigated. These distortions can be summarized into the five categories of linear distortion, gamma tweaking, geometric distortion, noise attack, and low-pass filtering attack. Then, a local square feature region (LSFR) construction method based on a Gaussian function, modified Harris–Laplace detector, and speeded-up robust feature (SURF) orientation descriptor is developed for watermark synchronization. Next, the message is repeatedly embedded in each selected LSFR by an improved embedding algorithm, which employs a non-rotating embedding method and a preprocessing method, to modulate the discrete Fourier transform (DFT) coefficients. In the process of watermark detection, we fully utilize the captured information and extract the message based on a local statistical feature. Finally, the experimental results are presented to illustrate the effectiveness of the method against common attacks and screen-cam attacks. Compared to the previous schemes, our scheme has not only good robustness against screen-cam attack, but is also effective against screen-cam with additional common desynchronization attacks.

中文翻译：

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具有基于特征的同步的屏幕凸轮鲁棒图像水印

屏幕摄像头过程是使用手机或照相机拍摄屏幕上显示的内容的图片，这是泄漏图像信息的主要方法之一。但是，传统的图像水印方法对具有严重失真的屏幕摄像头处理没有弹性。本文提出了一种基于特征的同步方法的摄像头鲁棒水印方案。首先，研究由屏幕摄像头处理引起的失真。这些失真可以归纳为线性失真，伽玛调整，几何失真，噪声攻击和低通滤波攻击这五类。然后，基于高斯函数的局部正方形特征区域（LSFR）构造方法，改进的Harris-Laplace检测器，并开发了用于水印同步的加速鲁棒特征（SURF）方向描述符。接下来，通过改进的嵌入算法将消息重复嵌入到每个选定的LSFR中，该算法采用非旋转嵌入方法和预处理方法来调制离散傅里叶变换（DFT）系数。在水印检测过程中，我们充分利用捕获的信息并基于本地统计特征提取消息。最后，实验结果表明了该方法对普通攻击和屏幕摄像头攻击的有效性。与以前的方案相比，我们的方案不仅具有良好的鲁棒性以抵御屏幕摄像头攻击，而且还可以有效地抵御屏幕摄像头和其他常见的不同步攻击。通过改进的嵌入算法将消息重复嵌入到每个选定的LSFR中，该算法采用非旋转嵌入方法和预处理方法来调制离散傅里叶变换（DFT）系数。在水印检测过程中，我们充分利用捕获的信息并基于本地统计特征提取消息。最后，实验结果表明了该方法对普通攻击和屏幕摄像头攻击的有效性。与以前的方案相比，我们的方案不仅具有良好的鲁棒性以抵御屏幕摄像头攻击，而且还可以有效地抵御屏幕摄像头和其他常见的不同步攻击。通过改进的嵌入算法将消息重复嵌入到每个选定的LSFR中，该算法采用非旋转嵌入方法和预处理方法来调制离散傅里叶变换（DFT）系数。在水印检测过程中，我们充分利用捕获的信息并基于本地统计特征提取消息。最后，实验结果表明了该方法对普通攻击和屏幕摄像头攻击的有效性。与以前的方案相比，我们的方案不仅具有良好的鲁棒性以抵御屏幕摄像头攻击，而且还可以有效地抵御屏幕摄像头和其他常见的不同步攻击。来调制离散傅里叶变换（DFT）系数。在水印检测过程中，我们充分利用捕获的信息并基于本地统计特征提取消息。最后，实验结果表明了该方法对普通攻击和屏幕摄像头攻击的有效性。与以前的方案相比，我们的方案不仅具有良好的鲁棒性以抵御屏幕摄像头攻击，而且还可以有效地抵御屏幕摄像头和其他常见的不同步攻击。来调制离散傅里叶变换（DFT）系数。在水印检测过程中，我们充分利用捕获的信息并基于本地统计特征提取消息。最后，实验结果表明了该方法对常见攻击和屏幕摄像头攻击的有效性。与以前的方案相比，我们的方案不仅具有良好的鲁棒性以抵御屏幕摄像头攻击，而且还可以有效地抵御屏幕摄像头和其他常见的不同步攻击。实验结果表明了该方法对常见攻击和屏幕摄像头攻击的有效性。与以前的方案相比，我们的方案不仅具有良好的鲁棒性以抵御屏幕摄像头攻击，而且还可以有效地抵御屏幕摄像头以及其他常见的不同步攻击。实验结果表明了该方法对常见攻击和屏幕摄像头攻击的有效性。与以前的方案相比，我们的方案不仅具有良好的鲁棒性以抵御屏幕摄像头攻击，而且还可以有效地抵御屏幕摄像头和其他常见的不同步攻击。