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XML技术在数字水印中的应用

作　者: 金茜茜
导　师: 陈桦
学　校: 西安工业大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 数字水印 XML 分形理论 CIE L*a*b*颜色空间 Watson视觉模型
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 55次
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内容摘要

网络的高速发展和普及,加速了数字化信息时代的到来,为多媒体数据的传输和存储带来了极大的方便,提高了信息表达的效率和准确性。但是其中暴露出的问题也十分明显,数字产品的侵权、篡改等问题日益严重,对于盗版的追踪也变得更加困难。数字多媒体信息的安全问题成为目前相当重要而富有挑战的热点研究课题之一,数字水印作为一种信息安全和多媒体数据版权保护新技术应运而生,引起了国内外学术界和企业界的高度关注。本文在研究已有算法的基础上,以静态彩色图像为研究对象,结合分形理论,围绕XML技术在数字水印中的应用进行了深入系统的研究。本文的主要工作和研究成果如下：1)研究了分形理论中基于LS分形模型生成分形图像的基本原理,利用分形图像自相似性的特点与XML良好的树形结构,采用XML文档存储分形图像三元集合G的信息,实现分形图像与XML的相互转换机制。在此基础上,设计开发了XML与分形图像转换模型,实现了XML与分形图像的转换算法,并给出相关的设计方案和具体实现步骤。实例分析和实验结果表明,用XML表示分形图像,不仅具有很好的可读性,而且最大限度地减少了分形图像的存储空间,为分形图像提供了更加灵活,更加快捷的处理和显示方式。从而进一步在数字水印中实现了采用有意义的分形图像作为水印信息,使其在提取后更有版权辨别的说服力。2)针对现有的基于分形的数字水印技术的不足,提出一种将分形理论和XML技术相结合以嵌入水印的数字水印新技术,把XML表示的分形图像作为水印信息嵌入到宿主图像的空间域中,在水印嵌入和提取过程均采用符合人类视觉特性的CIE L*a*b*颜色空间代替传统的RGB颜色空间。模拟实验表明,本文提出的算法较传统的基于分形的数字水印算法在不可感知性和鲁棒性上有显著提高,但是由于算法中水印信息的嵌入和提取过程都是空域中完成的,算法抵抗JPEG有损压缩攻击的能力相对较弱。3)现有的基于DCT变换域的数字水印算法没有考虑不同彩色图像其颜色分布不同的特点,选择固定的颜色分量对水印进行操作,降低了水印的性能。本文利用视觉掩蔽特性,提出了一种基于Watson视觉模型的DCT变换域数字水印算法,算法优化了传统的颜色分量提取方案,通过动态地选择掩蔽性最好的颜色分量,在DCT变换域的中频系数嵌入水印信息。通过对比实验和分析,本文提出的方法具有更好的不可感知性和鲁棒性,同时,用XML表示水印图像,解决了目前变换域中水印信息的嵌入容量较小的问题。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-15
  1.1 选题的目的和意义  9-10
  1.2 数字水印技术研究现状  10-12
    1.2.1 发展历史与现状调查  10-12
    1.2.2 问题分析  12
  1.3 研究内容和主要贡献  12-14
    1.3.1 研究内容  12-13
    1.3.2 主要贡献  13-14
  1.4 论文结构  14-15
2 数字水印的基础知识  15-23
  2.1 数字水印的原理及其通用模型  15-17
    2.1.1 数字水印的基本原理  15
    2.1.2 数字水印的通用模型  15-17
  2.2 数字水印的特点和分类  17-19
  2.3 数字水印的主要应用领域  19-20
  2.4 数字水印的评价标准  20-22
    2.4.1 基本特性  20-21
    2.4.2 评测指标  21-22
  2.5 本章小结  22-23
3 数字水印算法的理论基础  23-40
  3.1 数字水印的随机置乱  23-25
    3.1.1 置乱技术概述  23-24
    3.1.2 Arnold置乱算法  24-25
  3.2 分形理论  25-34
    3.2.1 分形的定义  25
    3.2.2 分形的主要应用领域  25-26
    3.2.3 LS分形模型的基本原理  26-30
    3.2.4 XML与分形图像转换算法的设计与实现  30-34
  3.3 RGB到CIE L~*a~*b~*颜色空间转换原理及Matlab实现  34-39
    3.3.1 颜色空间的分类  35-36
    3.3.2 CIE L~*a~*b~*颜色空间  36-37
    3.3.3 RGB与CIE L~*a~*b~* 颜色空间的转换实现  37-39
  3.4 本章小结  39-40
4 基于分形图像和XML技术的水印算法研究  40-53
  4.1 水印信息预处理  40-41
  4.2 基于分形图像和XML技术的水印算法描述  41-45
    4.2.1 水印的嵌入  41-44
    4.2.2 水印的检测和提取  44-45
  4.3 仿真实验及结果分析  45-52
    4.3.1 仿真实验  46-48
    4.3.2 鲁棒性实验结果及分析  48-52
    4.3.3 实验结果分析  52
  4.4 本章小结  52-53
5 XML在DCT变换域数字水印中的应用  53-69
  5.1 DCT变换域及特点  53-54
    5.1.1 DCT变换域数字水印算法的特点  53-54
    5.1.2 DCT变换域Watson视觉模型  54
  5.2 算法描述  54-58
    5.2.1 颜色分量的提取算法  54-55
    5.2.2 水印的嵌入  55-57
    5.2.3 水印的检测和提取  57-58
  5.3 仿真实验及结果分析  58-68
    5.3.1 仿真实验  58-64
    5.3.2 对比实验  64-65
    5.3.3 鲁棒性实验结果及分析  65-68
  5.4 本章小结  68-69
6 结论  69-73
  6.1 论文的主要工作及结论  69-70
    6.1.1 理论上的工作与成果  69-70
    6.1.2 应用技术上的工作与成果  70
  6.2 论文的不足及进一步的工作  70-73
    6.2.1 不足之处  70-71
    6.2.2 进一步的工作  71-73
参考文献  73-78
攻读硕士学位期间发表的论文  78-79
致谢  79-81

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