基于Contourlet变换的数字水印技术研究

论文摘要

随着科学技术的飞速发展,数字多媒体信息被人们广泛应用,任何人都可以方便地对数字媒体,如音乐﹑视频或数字图像等进行篡改,这使得人们对数字媒体的完整性﹑媒体内容的真实性产生怀疑。数字水印正是应这一需求而发展起来的,人们利用数字水印来证明原创作者对作品的所有权,或作为鉴定盗版或侵权的证据。数字水印大致可以分为空间域和变换域两种,空间域的数字水印算法简单,但是抵抗图像攻击的能力比较差,变换域的水印算法在不可见性和鲁棒性上面都要好一些,但是相对而言也复杂些。常用的水印变换域算法是基于DCT﹑DWT等的,而近几年发展起来的Contourlet变换相对于DWT变换能将多尺度分析和方向分析分开进行,有效地表示了轮廓和纹理丰富的图像。本文对离散小波变换和Contourlet变换做了分析,然后主要对Contourlet域的数字水印算法作了详细地研究,Contourlet域的水印算法的有较好的鲁棒性。为了保证水印算法在具有良好的不可见性的同时,也具有良好的鲁棒性,本文第四章设计了抖动量化和奇异值相结合的鲁棒水印算法,该算法利用抖动量化调整分块最大奇异值来嵌入二值水印,并且实现了盲提取;为了保证水印算法的安全性,本文在第五章提出了混沌加密的水印算法,首先对二值水印图像进行混沌加密,其中选用的是logistic映射,然后对原始图像进行Contourlet变换并对低频进行分块,提取每一个分块的最大奇异值来组成新的矩阵,最后把混沌加密的水印嵌入到该矩阵中,经过抗攻击实验证明,该算法有较好的不可见性和鲁棒性,尤其是对压缩攻击﹑噪声攻击和滤波攻击等图像攻击的抵抗力强。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 数字水印技术国内外研究现状
• 1.3 论文主要内容和结构
• 第2章 数字水印的技术基础
• 2.1 数字水印基本原理
• 2.1.1 数字水印的生成
• 2.1.2 数字水印的嵌入
• 2.1.3 数字水印的提取
• 2.2 数字水印技术的特性和分类
• 2.2.1 数字水印的特性
• 2.2.2 数字水印的分类
• 2.3 数字水印的经典算法
• 2.3.1 空间域算法
• 2.3.2 变换域算法
• 2.3.3 空间域和变换域算法比较
• 2.4 数字水印的攻击方法
• 2.5 数字水印系统的性能评价标准
• 2.5.1 视觉感知系统
• 2.5.2 水印鲁棒性
• 2.5.3 不可见性
• 2.5.4 水印容量
• 第3章 小波域和CONTOURLET 域数字水印技术比较
• 3.1 离散小波变换及应用
• 3.1.1 小波变换的定义
• 3.1.2 连续小波变换和离散小波变换
• 3.1.3 小波变换在数字水印中的应用
• 3.2 CONTOURLET 变换介绍
• 3.2.1 Contourlet 变换概述
• 3.2.2 拉普拉斯塔式变换（LP）
• 3.2.3 方向滤波（DFB）
• 3.2.4 双重方向滤波器组（PDFB）
• 3.3 小波域和CONTOURLET 域数字水印比较
• 3.3.1 奇异值分解（SVD）
• 3.3.2 NMF 变换
• 3.3.3 Arnold 变换的图像置乱
• 3.3.4 水印的嵌入和提取
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于SVD 和抖动量化相结合的 CONTOURLET 域水印算法
• 4.1 引言
• 4.2 抖动量化（DITHER QUANTIZATION）
• 4.3 抖动量化水印算法
• 4.3.1 水印的嵌入算法
• 4.3.2 水印的提取算法
• 4.4 水印算法实验结果及分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 基于混沌加密和SVD 相结合的鲁棒数字水印算法
• 5.1 引言
• 5.2 混沌加密
• 5.2.1 混沌的定义
• 5.2.2 logistic 映射
• 5.3 水印算法描述
• 5.3.1 二值水印图像的混沌加密
• 5.3.2 水印的嵌入
• 5.3.3 水印的提取
• 5.4 水印算法实验结果及分析
• 5.4.1 水印的提取
• 5.4.2 抗攻击性能分析
• 5.5 本章总结
• 总结与展望
• 1.论文主要工作与成果
• 2.进一步研究方向
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录