基于小波变换的图像数字水印技术研究

论文摘要

数字水印技术是解决多媒体作品版权保护与信息安全的有效手段。由于小波变换具有良好的时频局部化特性以及与人类视觉系统相符的变换机制,且新的图像压缩标准JPEG2000也以小波变换为基础,基于小波变换的图像数字水印技术逐渐成为研究的重点和热点。本文对小波域图像数字水印算法进行了比较详细的研究与实践,主要研究内容和创新点如下:1.系统地介绍了数字水印的基本概念以及小波变换的基本原理,研究了小波域水印算法的基本过程。2.研究了纠错编码技术的基本原理,提出了一种基于(7,4)汉明码进行纠错编码的小波域自适应盲水印算法,并讨论了影响水印鲁棒性的因素。该算法采用量化中间值系数的方法将水印嵌入在小波域的低频部分,具有较好的安全性和鲁棒性,并可根据图像内容自适应地确定量化步长,提高了算法对不同图像的自适应能力。3.提出了一种用于图像内容认证的半盲脆弱水印算法,并研究了水印嵌入时小波基的选择问题。该算法具有较好的不可见性,对一定强度的图像压缩、增强等处理有鲁棒性,而对恶意攻击则表现出较强的脆弱性,并具有对剪切攻击进行篡改定位的能力。4.根据人类视觉系统的特点选择感知重要系数嵌入水印的原理,将水印嵌入量控制在可见误差范围内,设计了一种分层检测水印算法,节省了检测时间。该算法采用第二代小波变换技术,实现速度快,适用于大数据量遥感图像的版权保护。5.研究了彩色图像数字水印算法,分析了水印的嵌入对遥感图像分类的影响,并通过实验将一幅军事作战态势图隐藏在彩色遥感图像中。对彩色图像中红、绿、蓝三个分量嵌入水印的鲁棒性进行了比较和分析,实验结果表明,在彩色图像的绿色分量中嵌入水印对JPEG压缩有较强的鲁棒性,在蓝色分量中嵌入水印对锐化、平滑滤波等攻击有较强的鲁棒性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 数字水印概述
• 1.1.1 数字水印的研究背景
• 1.1.2 数字水印的原理与特性
• 1.1.3 数字水印的分类
• 1.1.4 数字水印的主要应用领域
• 1.1.5 数字水印的研究现状
• 1.1.6 与数字水印相关的法律及标准化问题
• 1.2 小波变换基本原理
• 1.2.1 小波变换历史回顾
• 1.2.2 离散小波变换
• 1.2.3 信号的小波分解
• 1.2.4 图像的小波分解
• 1.3 小波域水印算法概述
• 1.3.1 数字水印的生成
• 1.3.2 数字水印的嵌入
• 1.3.3 数字水印的检测
• 1.4 本文的研究内容
• 1.5 论文的组织
• 1.6 本章小结
• 第2章 基于纠错编码的小波域自适应盲水印算法
• 2.1 纠错编码技术概述
• 2.1.1 纠错编码基本概念
• 2.1.2 汉明码
• 2.2 算法流程
• 2.2.1 水印的生成
• 2.2.2 水印的嵌入
• 2.2.3 水印的检测
• 2.3 数字水印系统的评价问题
• 2.3.1 影响水印鲁棒性的因素
• 2.3.2 常见的数字水印基准测试软件
• 2.4 实验结果与分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 用于图像认证的半盲脆弱水印算法
• 3.1 脆弱水印技术概述
• 3.2 小波基的选择
• 3.3 算法流程
• 3.3.1 水印的生成
• 3.3.2 水印的嵌入
• 3.3.3 水印的检测
• 3.4 实验结果与分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于人类视觉系统的遥感图像水印算法
• 4.1 人类视觉系统简介
• 4.2 第二代小波变换
• 4.3 算法流程
• 4.3.1 水印的生成
• 4.3.2 水印的嵌入
• 4.3.3 水印的检测
• 4.4 实验结果与分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 彩色图像水印算法
• 5.1 彩色图像不同分量嵌入水印的鲁棒性分析
• 5.2 一种彩色遥感图像水印算法
• 5.2.1 算法流程
• 5.2.2 水印的嵌入对遥感图像分类的影响
• 5.2.3 实验结果与分析
• 5.3 军事作战图的隐藏
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结和展望
• 6.1 总结
• 6.2 创新与进步点
• 6.3 进一步的研究内容
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢