基于DCT与SVD的数字图像水印算法的研究

论文摘要

随着计算机技术和网络应用的迅猛发展,人们的日常生活与工作越来越趋于数字化和网络化。大量数据在网络上的传播、网络交易的日益风行,使传统的版权保护手段和数据安全技术面临极大的挑战。数字水印技术是实现版权保护的一种非常有效的方法,得到广泛的研究和应用。本文在介绍数字水印技术发展历史、现状、基本模型、特征、分类和典型算法的基础上,根据奇异值分解（SVD）和离散余弦变换（DCT）的特性提出了一种新的基于DCT与SVD的数字图像水印算法。首先在算法中引进了混沌技术。主要有两方面的作用:一,对原始水印图像进行置乱加密。仿真实验结果表明,加密后的水印与原始水印的相关性很小。在不知道混沌初值的情况下,不可能成功地提取特征水印。二,消除了提取水印在对角线上的失真问题。然后在分块DCT的变换域中按Zig-Zag顺序读取低频系数,不仅增加了嵌入的信息量,而且有效的降低了时间复杂度。最后再结合SVD分解的方法嵌入水印,可以提高水印的抗几何攻击能力。由于算法中综合了DCT、SVD和混沌加密技术,理论上说该算法具有更好的安全性和鲁棒性。通过大量的实验结果表明,用本算法产生的数字水印能保证数字图像的不可见性,并且对常见图像处理均具有很好的鲁棒性,主要表现在低通滤波、中值滤波、维纳滤波、图像加噪,图像裁剪、图像旋转和有损JPEG压缩处理等方面。本论文提出的算法能适应各种形式的有意义数字水印的嵌入,在信息嵌入容量和时间复杂度上取得了良好的平衡,具有一定的理论和实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 数字水印的研究背景
• 1.2 数字水印技术的应用前景
• 1.3 数字水印的研究现状
• 1.3.1 国外研究动态
• 1.3.2 国内研究动态
• 1.4 本文主要研究内容
• 第二章 数字水印技术简介
• 2.1 数字水印的基本框架
• 2.2 数字水印的主要特性
• 2.3 数字水印技术的分类
• 2.4 数字水印的典型算法
• 2.5 数字水印的攻击方法
• 2.6 数字水印的性能评估和基准
• 2.6.1 影响水印稳健性的因素
• 2.6.2 基于像素的视觉质量的定量描述
• 第三章 基于DCT与SVD的数字图像水印算法
• 3.1 算法中的关键技术
• 3.1.1 混沌理论简介
• 3.1.2 DCT变换概述
• 3.1.3 奇异值分解理论
• 3.2 一种新的基于DCT与SVD的数字图像水印算法
• 3.2.1 水印图像的预处理
• 3.2.2 水印的嵌入
• 3.2.3 水印的提取
• 3.3 本章小结
• 第四章 实验与结果分析
• 4.1 参数分析
• 4.2 仿真实验与攻击测试
• 4.3 嵌入信息量的对比分析
• 4.4 嵌入时间的对比分析
• 4.5 实验结果分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 总结和展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者在攻读硕士期间的主要研究成果