基于小波变换的数字图像水印技术研究

论文摘要

随着计算机和网络技术的飞速发展,数字图像、音频、视频等数字产品越来越需要一种有效的版权保护方法,数字水印在技术上为保护多媒体信息和保证其安全使用提供了一种新的解决思路,已成为多媒体信息安全研究领域的一个热点。所谓数字水印技术就是将数字信息如产品序列号、文本内容、图像标志等版权信息嵌入到多媒体数据中,以起到版权保护、秘密通信、数据文件的真伪鉴别等作用。本文以静止数字图像为研究对象,设计了三种数字水印嵌入和提取算法。首先,设计了一种感兴趣区域认证和篡改检测数字水印算法。该算法将水印信息随机嵌入到图像背景区域的小波分解系数中,hash码用来检测感兴趣区域是否发生了篡改,并判断是否从图像背景区域提取水印重建感兴趣区域。实验表明,此算法嵌入的水印除具有良好的不可见性和鲁棒性外,更重要的是能够精确定位被篡改区域。其次,设计了一种基于亮度CSF（Contrast Sensitivity Function）的可逆可见数字水印算法。该算法基于宿主图像特性和水印图像特性计算小波域拉伸系数,同时由用户密钥确定水印信息的嵌入位置。密钥所有者可依据密钥完全移去水印,恢复原始图像,非法用户则不能在保证图像质量的前提下有效的去除水印。最后,设计了一种基于DT-CWT（Dual Tree Complex Wavelet Transform）的抗几何攻击的数字水印算法。该算法在不需要原始图像的情况下,通过计算相应的特征矩阵对遭受几何攻击的图像进行参数估计。实验表明,该算法可用于对图像遭受的对称缩放、非对称缩放、旋转等几何攻击进行校正,确保水印嵌入与检测的同步。随着科学技术的发展和社会的进步,数字水印技术也会不断的推陈出新,希望本文所设计的方法能够对数字水印技术的发展做出微薄的贡献。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 数字水印的特性、应用及分类
• 1.2.1 数字水印的特性
• 1.2.2 数字水印的应用
• 1.2.3 数字水印的分类
• 1.3 数字水印技术的发展现状
• 1.4 本文的研究内容
• 第2章 数字水印技术研究
• 2.1 数字水印系统基本模型
• 2.2 数字水印系统的要求和算法设计
• 2.2.1 数字水印系统的基本要求
• 2.2.2 数字水印的算法设计
• 2.3 水印系统的评测
• 2.4 常见的对水印系统的攻击
• 第3章 感兴趣区域认证数字水印算法
• 3.1 HASH函数和MD5算法
• 3.1.1 HASH函数
• 3.1.2 MD5算法
• 3.2 数字水印的预处理技术
• 3.2.1 图像的置乱变换
• 3.2.2 纠错编码技术
• 3.3 感兴趣区域认证数字水印算法
• 3.3.1 ROI区域及HASH码
• 3.3.2 数字水印生成及嵌入策略
• 3.3.3 水印认证及提取
• 3.4 实验结果
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于小波域的可逆可见水印算法
• 4.1 可见水印的性质和要求
• 4.2 可见水印的发展
• 4.3 基于小波域的可逆可见水印算法
• 4.3.1 CSF视觉模型
• 4.3.2 可见水印的嵌入
• 4.3.3 可见水印的去除
• 4.3.4 可见水印的安全性
• 4.4 实验结果
• 4.5 本章小结
• 第5章 基于特征矩阵校正的数字水印算法
• 5.1 图像数字水印的几何攻击
• 5.2 抗几何攻击图像数字水印算法分析
• 5.3 双树复小波变换分析
• 5.4 基于DT-CWT的几何校正算法
• 5.4.1 特征矩阵的提取
• 5.4.2 相似性度量
• 5.5 实验结果
• 5.6 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文
• 英文简写索引
• 插图索引
• 插表索引