提高嵌入容量的水印算法研究

论文摘要

随着近些年计算机和网络技术的飞速发展,数字水印这门新兴的网络信息安全技术,己经成为网络安全方面的一个研究热点,在版权保护和信息隐藏等领域具有广阔的应用前景。数字水印技术通过在原始数据中嵌入大量的秘密信息,即水印(Watermark)来证实该数据的所有权或完整性,并能够承受一定的攻击行为,以此来抵制对数字产品的盗版或篡改。在设计水印算法时一般考虑以下几个因素:水印的不可见性、鲁棒性、安全性和水印容量。水印容量就是指在宿主图像中可以隐藏的信息量。很多学者都把精力集中在研究水印的鲁棒性和安全性上,对于水印容量方面研究较少。但是研究数字水印的容量对于算法的设计有着重要的意义。本文以水印的嵌入容量为线索,以提高水印容量为目的,分三部分内容展开。首先,在借鉴传统通信模型的基础上提出了图像数字水印系统的通信模型,从信息论的角度分析了水印系统的信道容量,并把基于图像内容的最大水印公式引入到空域和小波域的容量计算中,通过实验证明了该方法的有效性和可行性。其次,尝试着用新的嵌入算法来改善水印的嵌入容量。在深入分析研究水印基本理论和典型算法的基础上,提出了两种提高水印容量的算法:从增加小波域的每个系数的水印嵌入量角度出发,提出了一种自适应的小波域算法;从增加嵌入域的角度出发,提出了一种新颖的小波域空域组合算法。实验结果表明,这两种算法都能较好地改善水印的嵌入容量,并且在鲁棒性、安全性方面有各自的优势。最后,研究了与大容量水印密切相关的多水印技术,提出了一种多水印嵌入的盲算法,并验证了其水印容量的增大和鲁棒性的提高。因该算法提取水印时不需要原始图像,具有较高的实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 数字水印的研究背景和意义
• 1.2 数字水印的主要特点和应用领域
• 1.3 数字水印的研究现状与未来展望
• 1.4 本文研究内容及论文结构
• 第2章 数字水印技术概述
• 2.1 数字水印的系统框架及其分类
• 2.2 数字水印算法简介
• 2.3 数字水印系统的性能评价
• 2.4 小波的基本理论
• 2.5 本章小结
• 第3章 数字水印的嵌入容量分析
• 3.1 不可见性、鲁棒性和嵌入容量之间的关系
• 3.2 数字水印的信道模型及其容量计算
• 3.3 基于载体图像内容的水印嵌入容量
• 3.4 实验结果分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 一种提高水印容量的小波域算法
• 4.1 算法思想
• 4.2 图像的小波系数
• 4.3 人类视觉系统
• 4.4 视觉模型的利用
• 4.5 算法实现
• 4.6 算法实验
• 4.7 本章小结
• 第5章 一种提高水印容量的组合域算法
• 5.1 算法思想
• 5.2 水印选择
• 5.3 水印图像的预处理
• 5.4 小波域自适应算法
• 5.5 改进的LSB 算法
• 5.6 算法实现
• 5.7 算法实验
• 5.8 本章小结
• 第6章 一种多水印嵌入的盲算法
• 6.1 多水印嵌入技术
• 6.2 算法思想
• 6.3 算法实现
• 6.4 算法实验
• 6.5 算法分析
• 6.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介