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基于小波域数字图像水印技术的研究

作　者: 潘哲朗
导　师: 钟金钢
学　校: 暨南大学
专　业: 光学
关键词: 数字水印小波变换人眼视觉特性(HVS) 鲁棒水印脆弱水印
分类号: TP309
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 197次
引　用: 4次
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内容摘要

随着数字产品和国际互联网的迅猛发展，保护数字产品版权的问题变得越来越突出，水印处理技术是解决这个问题的一个有效手段。以往研究的水印多为无意义的水印，例如一个随机数。这样的水印在最后的检测当中，只能根据相干性检波由水印检测器做出有否水印的判定，而不能确定水印的内容。随着对版权保护的要求逐渐提高，我们愈发要求对有意义水印算法进行深入的研究。本文以静止图像作为研究对象，根据数字水印的两个主要应用领域：版权保护和认证(篡改鉴定)，对鲁棒数字水印和脆弱数字水印进行了深入的研究，分别提出了一种改进的基于数据融合的灰度图像水印算法：将小波变换与图像融合相结合是该算法的一大特点。水印的嵌入过程是根据人眼视觉特性，将水印和宿主图像对应子带中的具有相同重要性程度的小波系数的加权叠加。算法改进的结果既增强了水印纹理掩模，而且使水印的重要成分得到较好的保护；一种基于量化的二值图像水印算法：算法最大的特点就是运用了纠错编码和二维交织技术，有效地提高了水印抗常规攻击的稳健性，另外水印嵌入公式的设计也很好的平衡了水印的透明性与稳健性之间的矛盾，而且水印的提取并不需要原始载体图像的参与，实现了真正意义上的盲水印检测；最后还提出了一种基于图像内容的脆弱水印算法：由于认证水印要随着宿主图像的变化发生相应的变化，因此该算法的特点是水印信号基于图像内容产生，并利用了图像小波域中的JND门限模型来嵌入水印值。该算法能够很好的把一般图像信号处理与恶意篡改攻击区分开来，并且对恶意篡改是敏感的，能够很好的定位篡改区域。

全文目录

第一章绪论  9-14
  1.1 引言  9-10
  1.2 课题研究的目的及意义  10
  1.3 数字水印技术的国内外研究现状  10-11
  1.4 数字水印技术的应用  11-13
    1.4.1 数字信息产品的产权保护  11-12
    1.4.2 电视信号监视  12
    1.4.3 数字信息完整性鉴别  12
    1.4.4 数字信息标识  12-13
  1.5 本论文的主要研究工作  13-14
第二章数字水印技术的基本理论研究  14-23
  2.1 数字水印的概念、分类及特性  14-16
    2.1.1 相关术语  14
    2.1.2 数字水印的分类  14-15
    2.1.3 数字水印的基本特性  15-16
  2.2 数字水印系统的基本框架  16-18
    2.2.1 水印嵌入和提取  16
    2.2.2 水印要求及算法设计问题  16-18
  2.3 数字水印的典型算法分析  18-19
  2.4 水印算法的性能评价与基准测试  19-21
    2.4.1 测试嵌入水印所造成的视觉失真  20
    2.4.2 水印检测或恢复的测量标准  20-21
    2.4.3 宿主图像测试基准  21
  2.5 水印攻击分析  21-23
第三章基于小波变换的数字图像水印技术  23-35
  3.1 基于小波的图像分解与重构  23-28
    3.1.1 小波变换的基本原理  23-24
    3.1.2 图像的小波分解与重构  24-27
    3.1.3 图像小波分解的系数分析  27-28
  3.2 基于小波域的数字图像水印研究  28-35
    3.2.1 小波域嵌入水印的优点  28-29
    3.2.2 水印算法中小波基的选取  29-30
    3.2.3 小波域数字水印算法的一般性描述  30-32
      3.2.3.1 线性叠加水印算法  31-32
      3.2.3.2 非线性水印算法  32
    3.2.4 小波域中的人眼视觉特性研究  32-35
      3.2.4.1 人眼的多通道信息接收  33
      3.2.4.2 数字水印技术中所涉及的视觉特性  33-34
      3.2.4.3 仅可感知变换域值(JND)  34-35
第四章水印的预处理技术  35-48
  4.1 水印信号的选取  35
  4.2 图像水印的加密处理-混沌加密  35-38
    4.2.1 混沌动力系统与混沌序列  35-36
    4.2.2 图像水印的混沌加密算法  36-37
    4.2.3 实验结果与分析  37-38
  4.3 图像水印的置乱处理  38-42
    4.3.1 数字图像的置乱变换  38-39
    4.3.2 本文所采用的置乱算法  39-42
      4.3.2.1 图像Arnold变换  39-41
      4.3.2.2 图像仿射变换  41-42
  4.4 图像水印的纠错编码处理  42-44
    4.4.1 纠错编／译码的原理  42-43
    4.4.2 图像水印的BCH编／译码  43-44
  4.5 二维交织处理  44-48
    4.5.1 数字通信中的一维交织原理  44-46
    4.5.2 解决二维突发错误的二维交织技术  46-48
第五章用于版权保护的鲁棒水印算法设计  48-64
  5.1 一种改进的基于数据融合的灰度图像水印算法  48-57
    5.1.1 使用多分辨率图像融合嵌入水印的思想  48
    5.1.2 已有的算法及存在的不足  48-49
    5.1.3 改进后的算法  49-57
      5.1.3.1 水印的嵌入步骤  49-52
      5.1.3.2 水印的提取步骤  52
      5.1.3.3 实验结果与分析  52-57
  5.2 一种基于量化的二值图像水印算法  57-64
    5.2.1 算法策略  57-58
    5.2.2 水印嵌入步骤  58-59
    5.2.3 水印提取步骤  59
    5.2.4 实验结果与分析  59-64
第六章用于篡改鉴定的脆弱水印算法设计  64-78
  6.1 篡改证明与脆弱水印  64-65
  6.2 一种基于图像内容的脆弱水印算法  65-78
    6.2.1 算法策略分析  65-67
    6.2.2 小波域中JND值的计算  67-69
    6.2.3 水印的嵌入步骤  69-70
    6.2.4 水印的提取步骤  70-71
    6.2.5 实验结果与分析  71-77
    6.2.6 小结  77-78
结束语  78-80
参考文献  80-84

基于小波域数字图像水印技术的研究

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