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基于直方图平移的大容量可逆水印算法研究

作　者: 李可
导　师: 裴庆祺
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 信息安全
关键词: 数字水印可逆自适应直方图平移
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 8次
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内容摘要

目前，数字水印技术成为信息安全研究领域的新兴方向得到了广泛的研究。然而数字水印的嵌入通常会给原始载体带来不可擦除的失真。虽然这种失真通常很小，但对医学或军事图像保护这种高保真的图像应用来说，这种程度的失真仍是不可接受的。为了解决该问题，一些学者提出了可逆数字水印技术。可逆数字水印技术的主要思想是，在原始载体信息中嵌入数据或加入水印，得到嵌入有用数据的载体信息。在解码端，用户不但可以从嵌入数据或加入水印的载体信息中无失真地提取所嵌入的有用数据，而且还可以无失真地恢复出原始载体信息。本文在大量分析已有研究成果的基础上，对在可逆水印技术中如何提高单遍嵌入率进行了深入研究和探讨，本文的主要创新点如下：传统的差值扩展方法只能在原始像素中嵌入1bit水印信息。为了在原始像素中单遍嵌入多比特水印信息，我们对传统的直方图平移方法做了推广和改进。该算法根据图像的纹理复杂度在像素中自适应嵌入1bit或多比特水印信息，使得单遍嵌入量可以达到2bpp(bits per pixel)。相比于多遍嵌入，这样做的好处就是在容量比较大时，不用用到预测误差大的哪些像素，从而减小了像素值的最大修改量，进而减小了嵌入失真。这是因为，即使在单个像素点嵌入多比特水印信息，所使用的预测误差仍为原始预测误差。自适应嵌入方式的应用充分考虑了宿主图像的局部特征，使得水印的嵌入位置、嵌入强度、嵌入信息量随着局部特征的不同而自适应改变。在原始图像的所有像素值中均匀的嵌入相同比特水印信息并不是最优化的策略。为保证嵌入大容量水印信息后的图像质量，本文选择的是嵌入数据后对图像修改量小的像素点。在选取嵌入像素对时，首选差值小的像素对嵌入数据，这样扩展后的差值才不会太大，这样得到的预测误差直方图更尖锐，直方图中可扩展的预测误差增多，可移动像素减少，那么失真小，图像质量才更高。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第一章绪论  8-14
  1.1 选题的背景和意义  8-11
  1.2 数字水印的发展历史  11-12
  1.3 本文的主要研究内容  12-13
  1.4 本文的结构安排  13-14
第二章数字水印技术  14-26
  2.1 数字水印的研究现状  14-15
  2.2 数字水印的系统组成  15-16
    2.2.1 水印的嵌入系统  15-16
    2.2.2 水印的提取或检测系统  16
  2.3 数字水印的分类  16-18
  2.4 数字水印的数学模型  18-20
  2.5 数字水印的安全性  20
  2.6 可逆数字水印技术  20-25
    2.6.1 可逆数字水印的应用背景  21-23
    2.6.2 可逆数字水印的实现原理  23
    2.6.3 可逆数字水印的评价标准  23-24
    2.6.4 可逆数字水印的研究热点  24-25
  2.7 本章小结  25-26
第三章可逆水印算法性能分析  26-34
  3.1 引言  26
  3.2 基于差值扩展技术的可逆水印算法  26-28
  3.3 基于整数变换技术的可逆水印算法  28-30
  3.4 基于直方图平移的可逆水印算法  30-32
  3.5 本章小结  32-34
第四章基于直方图平移的自适应可逆水印算法  34-44
  4.1 引言  34
  4.2 传统的基于直方图平移的可逆水印算法  34-35
  4.3 广义的直方图平移方法  35-36
  4.4 梯度导向预测（GAP）算子  36-38
  4.5 自适应嵌入  38-41
  4.6 嵌入和提取过程  41-42
  4.7 本章小结  42-44
第五章仿真分析和结论  44-52
  5.1 仿真分析  44-49
  5.2 结论  49
  5.3 本章小结  49-52
第六章总结和展望  52-54
  6.1 论文工作总结  52-53
  6.2 论文工作展望  53-54
致谢  54-56
参考文献  56-64
研究成果  64-65

基于直方图平移的大容量可逆水印算法研究

内容摘要

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