压缩域图像水印与隐写算法研究

论文摘要

由于计算机网络通信和多媒体技术的迅速发展,数字媒体的制作和传播变得更加方便和快捷,同时也带来了数字产品的盗用、非法复制和内容篡改等一系列问题。数字水印技术作为网络化多媒体安全保存和传输的关键技术正日益步入实用化阶段,水印的研究更加注重了实用性,更加贴近或融合现有的多媒体标准,因此,其中一个重要思路就是水印的研究要面向网络上广为使用的压缩格式的媒体文件。本文主要研究JPEG压缩域的水印及隐写技术,主要研究工作如下:(1)提出了一种JPEG压缩域脆弱水印方案。该方案采用自嵌入算法,水印的嵌入及提取过程均在压缩域中进行,避免了大量的完全解码和重新编码过程,算法复杂度低,提取速度快。利用混沌系统对初值的极端敏感性及混沌的伪随机性,认证时可以精确定位JPEG图像内容被篡改的位置,同时能区分水印位是否被篡改。(2)改进了F5密写算法,图像经F5密写后,虽然量化后DCT系数的分布特性跟原图像相同,即随着DCT系数绝对值的增加,对应DCT系数出现次数减小,且对应DCT系数出现次数降幅减小,然而密写后的图像还是改变了原图像DCT系数的直方图,而且分块效应这个统计特征也被改变。本文利用量化后DCT系数的统计值,密写的同时兼顾图像统计特性,自适应的调整系数改变比例,提高了密写的安全性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要研究工作
• 第2章 压缩域数字水印概述
• 2.1 数字水印技术概述
• 2.1.1 数字水印的定义
• 2.1.2 数字水印的分类
• 2.1.3 数字水印的主要算法
• 2.1.4 数字水印的设计要求
• 2.2 图像压缩概述
• 2.2.1 图像压缩的基本思想
• 2.2.2 图像信源编码过程
• 2.2.3 图像编码算法分类
• 2.3 JPEG压缩标准简介
• 2.3.1 JPEG压缩标准
• 2.3.2 JPEG模型和压缩算法流程
• 2.4 压缩域水印基本模型
• 2.4.1 JPEG to JPEG（J2J）嵌入方式
• 2.4.2 Raw to JPEG（R2J）嵌入方式
• 2.5 压缩域水印的重要问题
• 2.6 本章小结
• 第3章 JPEG压缩域脆弱水印算法
• 3.1 图像认证水印概述
• 3.1.1 认证水印的基本模型
• 3.1.2 完全认证的脆弱水印
• 3.1.3 内容认证的半脆弱水印
• 3.2 混沌序列
• 3.2.1 混沌的定义
• 3.2.2 混沌的特征
• 3.2.3 Logistic混沌映射
• 3.3 一种能区分图像与水印篡改的压缩域脆弱水印算法
• 3.3.1 嵌入算法
• 3.3.2 水印提取及认证
• 3.4 实验仿真结果
• 3.5 算法的性能分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 抗统计分析的JPEG隐写算法
• 4.1 JPEG图像隐写算法研究现状
• 4.1.1 DCT系数的分布特性
• 4.1.2 JSteg算法对直方图的改变
• 4.1.3 F5算法对直方图的改变
• 4.2 F5直方图与分块特性分析
• 4.3 改进的安全 FS密写算法
• 4.4 实验结果
• 4.5 本章小结
• 总结与展望
• 全文总结
• 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文