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高辐射分辨率遥感影像数字水印算法研究

作　者: 王兰
导　师: 耿则勋
学　校: 解放军信息工程大学
专　业: 摄影测量与遥感
关键词: 高辐射分辨率 遥感影像 数字水印 近无损 双树复数小波变换 可逆水印 整数线性变换 整数DCT变换
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 27次
引　用: 1次
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内容摘要


高辐射分辨率(≥10bit)航空航天数字遥感影像已经逐渐成为空间地理信息获取的主要数据源。与普通遥感影像相比,高辐射分辨率遥感影像信息含量更大,能够更精细地分辨各类地物的细节,降低混合像元对于定量分析的影响,提高遥感分析的准确度,具有广阔的应用前景,因此,对其数据安全保护技术的研究具有重要意义。数字水印技术作为信息隐藏领域的研究热点,能够为高辐射分辨率遥感影像的数据安全提供有效支持。本文对高辐射分辨率遥感影像的特性以及现有水印算法的研究现状进行了分析,探讨了高辐射分辨率遥感影像的数字水印技术要求,在此基础上,研究适用于其自身特点的数字水印算法,主要工作包括:1.详细阐述了数字水印技术的原理、特性、分类、应用以及国内外研究现状;分析了高辐射分辨率遥感影像的特性以及与一般遥感影像的差异,探讨了其数字水印算法的技术要求及数字水印质量评估的方法。2.实现了一种适用于高辐射分辨率遥感影像版权标识的可逆可见数字水印算法。通过向下移动水印覆盖区的像素比特位来保持反映图像重要视觉特性的高位信息,并利用Huffman编码对水印信息和图像低位面数据进行压缩存储,接收方无需任何有关水印的信息就能无损重建原始图像。算法视觉效果较好,可以将水印嵌入载体图像的任意位置,且不会出现亮度跳变,水印覆盖区呈半透明状,载体图像内容仍可粗略辨认。3.提出了一种基于双树复数小波变换的特征点数字水印算法。对图像做三级双树复数小波变换,用F?rstner算子提取图像低频子带中的特征点,根据复数小波变换的系数特点,通过修改相应的高频系数来实现水印信息的调制嵌入,提取水印信息的同时能够近无损恢复原始载体图像。算法兼顾了水印的鲁棒性和不可见性,能够有效抵抗剪切、平移,旋转等几何攻击,对线性拉伸、低通滤波等攻击也具有一定的鲁棒性。4.对基于整数线性变换的无损隐秘传输方法进行了改进,设计了一种适用于遥感影像局部兴趣目标授权使用的可逆数字水印方案。提取遥感影像上的局部兴趣目标作为待隐藏的水印信息,并在原始图像上对该目标进行变形处理,然后利用可逆整数线性变换实现水印信息的调制嵌入,授权用户能够完全无损重建原始遥感影像。算法为盲算法,具有较大的嵌入容量,水印后图像的峰值信噪比较高,并且可以有效抵抗剪切及椒盐噪声等攻击。5.针对高辐射分辨率遥感影像最易受到的攻击——线性拉伸,提出了一种基于整数DCT变换的可逆数字水印算法。利用同一图像子块中相邻像点像素值之间的高相关性,通过修改其整数DCT域的高频系数调制嵌入水印,并提出了水印容量提升和误差控制方案。算法具有较好的不可感知性,水印提取时不需要原始图像,能够在精确提取水印信息的同时完全恢复原始载体数据;可以有效抵抗线性拉伸的攻击,并且对于剪切、旋转、噪声,滤波等攻击都具有较强的鲁棒性。

全文目录


摘要  8-10
ABSTRACT  10-12
第一章 绪论  12-16
  1.1 研究背景及意义  12-13
    1.1.1 研究背景  12-13
    1.1.2 研究的可行性  13
    1.1.3 研究意义  13
  1.2 研究目标及内容  13-14
    1.2.1 研究目标  13-14
    1.2.2 研究内容  14
  1.3 论文结构  14-16
第二章 数字水印的基本原理  16-25
  2.1 数字水印技术  16-19
    2.1.1 数字水印的原理  16-17
    2.1.2 数字水印的特性  17
    2.1.3 数字水印的分类  17-18
    2.1.4 数字水印的应用  18
    2.1.5 国内外研究现状  18-19
  2.2 高辐射分辨率遥感影像的数字水印技术  19-23
    2.2.1 遥感影像的数据特点  19-20
    2.2.2 遥感影像数字水印算法的研究现状  20
    2.2.3 高辐射分辨率遥感影像与一般遥感影像的差异  20-22
    2.2.4 高辐射分辨率遥感影像的数字水印技术要求  22-23
  2.3 数字水印质量评估  23-24
  2.4 本章小结  24-25
第三章 载体图像无损重建的可见数字水印算法  25-31
  3.1 可见数字水印技术  25
  3.2 算法原理  25-27
    3.2.1 方法概述  25-26
    3.2.2 Huffman编码技术  26-27
  3.3 算法步骤  27-29
    3.3.1 数字水印嵌入  27-28
    3.3.2 数字水印提取  28-29
  3.4 实验结果及分析  29-30
  3.5 本章小结  30-31
第四章 基于双树复数小波变换的特征点数字水印算法  31-41
  4.1 小波域数字水印技术  31-32
  4.2 算法原理  32-36
    4.2.1 方法概述  32
    4.2.2 双树复数小波变换  32-35
    4.2.3 F?rstner特征点提取  35-36
  4.3 算法步骤  36-37
    4.3.1 数字水印嵌入  36-37
    4.3.2 数字水印提取  37
  4.4 实验结果及分析  37-40
  4.5 本章小结  40-41
第五章 局部兴趣目标授权使用的可逆数字水印算法  41-52
  5.1 可逆数字水印技术  41-42
  5.2 算法原理  42-47
    5.2.1 方法概述  42-43
    5.2.2 局部兴趣目标处理  43-44
    5.2.3 改进的Arnold变换  44-45
    5.2.4 可逆整数线性变换  45-47
    5.2.5 误差控制方案  47
  5.3 算法步骤  47-48
    5.3.1 数字水印嵌入  47-48
    5.3.2 数字水印提取  48
  5.4 实验结果及分析  48-51
  5.5 本章小结  51-52
第六章 基于整数DCT变换的可逆数字水印算法  52-70
  6.1 算法原理  52-63
    6.1.1 方法概述  52-53
    6.1.2 整数DCT变换  53-57
    6.1.3 可逆水印方案  57-61
    6.1.4 视觉失真控制及水印容量提升方案  61
    6.1.5 误差控制方案  61-63
  6.2 算法步骤  63-64
    6.2.1 数字水印嵌入  63-64
    6.2.2 数字水印提取  64
  6.3 实验结果及分析  64-69
  6.4 本章小结  69-70
第七章 总结展望  70-72
  7.1 已完成工作总结  70-71
  7.2 下一步研究展望  71-72
参考文献  72-75
作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作  75-76
致谢  76

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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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