基于PDF417和提升小波的数字图像水印算法

论文摘要

随着互联网技术和数字多媒体技术日新月异的发展,如何防止数字多媒体被篡改、复制、散布等各种恶意攻击已成为迫切需要解决的问题,近年来,数字水印技术作为一种新兴的数字产品保护方案具有越来越广阔的应用前景。由于小波变换比离散余弦变换具有更多的优点,而且新的图像编码标准JPEG2000的一个最大改进是它采用小波变换代替了余弦变换。因此,基于小波变换的数字水印算法已引起了研究者极大的兴趣。本文首先详细介绍了数字水印技术的基本理论知识,重点分析了现有的经典算法,以及各自的优缺点,同时讨论了数字水印应用中常见的攻击及其相应的对策。其次叙述了二维条码PDF417（Portable Data File）以及RS（Reed-Solomon）纠错码的编译码原理,分析了提升小波的基本理论及其在数字图像水印方面的应用。最后本文研究了针对多分辨率传统小波变换的数字水印算法,结合PDF417纠错编码和提升小波的特点,提出了一种基于PDF417和提升小波的数字图像水印算法。即,将原始水印信息进行PDF417条码的RS纠错编码,并在密钥控制下进行混沌序列置乱后产生不易被破解二值水印图像;然后在原始图像的水印嵌入和提取过程中使用小波提升格式完成原始图像的小波分解与重构,其中水印信息嵌入在提升小波三阶分解的低频域中。实验结果表明,此算法具有较强鲁棒性和不可见性,能够抵抗各种常见的图像攻击,而且避免了传统小波变换对图像尺寸的要求,同时提高了运算速度。故此算法作为数字产品保护方案具有良好的实用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 数字水印产生的背景及研究意义
• 1.2 数字水印的研究现状
• 1.3 论文结构
• 第二章 数字水印技术
• 2.1 数字水印的基本概念
• 2.1.1 数字水印的基本特征
• 2.1.2 数字水印的分类
• 2.1.3 数字水印的常见攻击及对策
• 2.1.4 数字水印的应用领域
• 2.2 数字水印技术的基本框架
• 2.2.1 水印的生成
• 2.2.2 水印的嵌入
• 2.2.3 水印的提取
• 2.3 数字水印的经典算法
• 2.3.1 空域算法
• 2.3.2 变换域算法
• 2.3.3 盲水印算法
• 2.3.4 算法比较
• 2.4 本章小结
• 第三章 二维条码PDF417 及其RS纠错码
• 3.1 PDF417 条码的基本概念
• 3.1.1 PDF417 的符号结构
• 3.1.2 PDF417 的特性
• 3.1.3 PDF417 的编码原理
• 3.2 RS纠错码在PDF417 中的应用
• 3.2.1 RS码原理简介
• 3.2.2 RS码编码原理
• 3.2.3 RS码译码原理
• 3.3 PDF417 中RS码的运用原理及译码方法
• 3.3.1 PDF417 码字的本原元幂次表示方法
• 3.3.2 运用幂次一数据表生成纠错码
• 3.4 本章小结
• 第四章 提升小波在数字图像中的应用
• 4.1 第一代小波变换的局限性和提升小波变换
• 4.1.1 第一代小波的局限性和提升小波的特点
• 4.1.2 提升小波变换的基本原理
• 4.1.3 提升小波变换的基本步骤
• 4.2 传统小波构造成提升小波
• 4.2.1 劳伦多项式
• 4.2.2 欧几里得算法
• 4.2.3 滤波器组重构条件
• 4.2.4 由滤波器系数得到提升实现
• 4.3 本章小结
• 第五章 基于PDF417 和提升小波的数字图像水印算法
• 5.1 数字水印预处理
• 5.1.1 混沌序列的基本原理
• 5.1.2 水印的生成
• 5.2 水印嵌入和提取算法
• 5.2.1 水印嵌入算法
• 5.2.2 水印提取算法
• 5.3 实验结果分析
• 5.3.1 数字水印系统的评估基准
• 5.3.2 实验结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间的研究成果