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静止图像数字水印算法研究

作　者: 王俊波
导　师: 何迪
学　校: 上海交通大学
专　业: 电子工程
关键词: 数字水印 几何攻击 特征点 离散傅立叶变换 鲁棒性
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


随着数字网络通信的飞速发展和数字多媒体的广泛应用,数字作品的信息安全和版权保护成为迫切需要解决的实际问题,数字水印技术己经成为解决数字多媒体中版权问题和内容认证的主要工具,是学术界的研究热点之一。本文首先介绍了数字水印技术的产生背景、分类、应用和研究现状等相关内容,建立了数字水印技术的通用模型,分析了水印算法的设计要求及其相互关系,给出了评估水印系统的方法,并对不同的水印算法进行了分类综述与分析。然后以静止图像为研究对象,结合了图像特征识别、图像分割、图像置乱、DFT变换等多种技术和方法,提出了两种数字图像水印方案。一种是基于图像分割的变换域水印算法,主要特点如下:(1)采用空间域和频率域两种方法:在空间域中提取代表图像主要信息的特征点,并根据特征点密度进行图像分割,在满足要求的图像块的频率域中嵌入水印,既具有了空间域中的透明性,又达到了频域中的鲁棒性。(2)该算法是基于图像内容的:将水印嵌入到特征点密集的区域,与子图像特征捆绑在一起,因此能抵抗常见的信号处理攻击。(3)通过对特征点周围的邻域进行特征提取,对特征向量进行相似性匹配,从而恢复经过几何变换的水印图像,具有一定的抗几何攻击能力。另一种是基于自适应特征识别的空间域水印算法,该算法采用对含水印图像预攻击的方法,自适应地调整Harris角点探测器的阈值,提取特定数目的图像特征点。由于预攻击过程考虑了现存的所有主要的攻击方式,因此所获得的特征点具有极好的稳定性,并可以用来估计几何攻击的参数并恢复水印的同步,结合特征点固有的优势,从而使算法具有很好的抗攻击性能,尤其在抗几何攻击方面具有很好的鲁棒性。本算法充分利用了图像特征区域的优势,有效解决了不可感知性和鲁棒性之间的矛盾。本文对上述两种算法都作了大量的仿真实验,用StirMark模拟了图像可能遭受的各种攻击,仿真结果表明本文所提出的算法具有较好的健壮性。最后对本论文中所作的大量工作做了详细认真的总结和归纳,并对将来的工作中提出了需待改进的地方和展望。

全文目录


摘要  2-4
ABSTRACT  4-9
第一章 绪论  9-13
  1.1 课题背景及意义  9-10
  1.2 课题研究现状  10-11
  1.3 本文的工作  11-13
第二章 数字图像水印技术概述  13-28
  2.1 数字水印技术的应用  13-14
  2.2 数字水印技术的一般模型  14-17
    2.2.1 水印嵌入  15-16
    2.2.2 水印提取或检测  16-17
  2.3 数字水印系统的评价标准  17-19
    2.3.1 不可见性  17-18
    2.3.2 鲁棒性  18-19
    2.3.3 水印检测错误概率  19
    2.3.4 计算复杂度  19
  2.4 图像数字水印的攻击  19-22
    2.4.1 简单攻击  20
    2.4.2 同步攻击  20
    2.4.3 削去攻击  20-21
    2.4.4 混淆攻击  21
    2.4.5 StirMark 简介  21-22
  2.5 图像数字水印算法  22-27
    2.5.1 空间域数字水印算法  22-24
    2.5.2 变换域数字水印算法  24-25
    2.5.3 第二代数字水印算法  25-27
  2.6 本章小结  27-28
第三章 图像特征识别技术  28-32
  3.1 特征点提取概述  28-29
  3.2 HARRIS角点检测方法  29-32
第四章 一种DFT 域数字水印算法  32-46
  4.1 DFT 分析  32-33
  4.2 水印嵌入算法  33-39
    4.2.1 图像分割  35-36
    4.2.2 DFT 域水印嵌入  36-39
  4.3 水印提取算法  39-42
  4.4 算法仿真结果  42-45
    4.4.1 嵌入和提取实验  42-44
    4.4.2 水印攻击测试  44-45
  4.5 本章小结  45-46
第五章 一种自适应特征点提取的水印算法  46-60
  5.1 自适应特征点提取  46-49
  5.2 图像置乱技术  49-52
    5.2.1 图像置乱技术概述  49-50
    5.2.2 图像置乱的度量  50
    5.2.3 Arnold 图像置乱技术  50-52
  5.3 水印嵌入算法  52-53
  5.4 水印提取算法  53-55
  5.5 算法仿真及结果  55-59
    5.5.1 自适应特征点提取  56
    5.5.2 算法鲁棒性测试  56-59
  5.6 本章小结  59-60
第六章 总结与展望  60-63
  6.1 论文工作总结  60-61
  6.2 未来研究展望  61-63
参考文献  63-66
致谢  66-67
攻读硕士学位期间发表的学术论文  67

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 安全保密 > 加密与解密
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