基于变换域和HVS的数字水印算法研究

论文摘要

互联网、多媒体和通信技术的飞速发展,使得多媒体数字产品的传播和复制非常容易,因此多媒体数据的安全问题越来越受到人们的重视。数字水印技术可以有效地解决多媒体数据的安全问题,已经成为信息安全领域的研究热点。本文在分析和研究国内外数字水印技术成果的基础上,主要研究变换域数字图像鲁棒性水印技术,主要研究工作如下：1.分析了人类视觉系统对图像的照度掩蔽特性、纹理掩蔽特性以及离散余弦变换的特点,提出了一种改进的基于DCT的自适应灰度图像水印算法。算法选择亮度和纹理较大的图像块作为水印的嵌入点,水印嵌入时嵌入强度可以进行自适应调整。仿真实验表明,该算法能够抵抗常见的图像处理操作,鲁棒性和透明性均很好,是一种稳健的水印算法。2.分析了人类视觉系统的原理和JND视觉系统模型的特点,提出了一种基于DWT的彩色图像盲水印算法。算法考虑了原始彩色图像的绿色分量和蓝色分量的特点,首先将绿色和蓝色分量进行离散小波变换,然后将水印图像进行混沌系统加密预处理,最后将水印序列嵌入在绿色和蓝色分量的具有较大JND值所对应的低频系数上,实现了水印的盲提取。仿真实验验证,该算法对常见的图像处理操作的鲁棒性很强,是一种稳健的水印算法。3.根据Contourlet域的人类视觉系统模型和Contourlet变换的特点,提出了一种基于Contourlet变换的彩色图像水印算法。该算法首先将彩色图像的绿色分量进行Contourlet变换,然后在能量最大子带上选择人类视觉系统较大掩蔽值对应的系数作为水印的嵌入点。水印嵌入时通过奇偶量化的方法修改系数,水印提取时可进行盲提取。仿真实验证明,该算法具有很好的性能并且能够进行水印的盲提取。本文提出的频域鲁棒性数字图像水印算法,鲁棒性和透明性均很好,对版权保护、打击盗版等行为具有重要的现实意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 数字水印研究的背景和意义
• 1.2 数字水印研究现状
• 1.3 数字水印技术存在的问题
• 1.4 数字水印的应用领域
• 1.5 本文的主要研究内容及章节安排
• 第二章 数字水印技术概述
• 2.1 数字水印技术的概念
• 2.2 数字水印的原理和系统模型
• 2.2.1 数字水印的原理
• 2.2.2 数字水印的系统模型
• 2.3 数字水印的特征
• 2.4 数字水印的分类
• 2.5 数字水印的典型算法
• 2.6 数字水印的评价标准
• 2.6.1 不可见性评价
• 2.6.2 鲁棒性评价
• 2.7 本章小结
• 第三章 一种改进的基于DCT的自适应水印算法
• 3.1 引言
• 3.2 离散余弦变换
• 3.3 Arnold变换
• 3.4 算法基本原理
• 3.5 嵌入强度因子的确定
• 3.6 水印算法
• 3.6.1 水印嵌入
• 3.6.2 水印提取
• 3.7 仿真实验结果及分析
• 3.7.1 性能测试
• 3.7.2 鲁棒性测试
• 3.7.3 对比实验分析
• 3.8 本章小结
• 第四章 基于小波变换的彩色图像盲水印算法
• 4.1 引言
• 4.2 混沌加密的水印图像预处理
• 4.2.1 混沌系统原理
• 4.2.2 水印图像预处理
• 4.3 小波域的人类视觉系统模型
• 4.4 彩色图像水印算法
• 4.4.1 算法基本原理
• 4.4.2 水印嵌入
• 4.4.3 水印提取
• 4.5 仿真实验结果及分析
• 4.5.1 性能测试
• 4.5.2 鲁棒性测试
• 4.5.3 对比实验分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 基于Contourlet变换的彩色图像水印算法
• 5.1 引言
• 5.2 Contourlet变换理论
• 5.3 Contourlet域的人类视觉系统掩蔽模型
• 5.4 彩色图像水印算法
• 5.4.1 算法基本原理
• 5.4.2 水印嵌入
• 5.4.3 水印提取
• 5.5 实验分析及结果
• 5.5.1 性能测试
• 5.5.2 鲁棒性测试
• 5.5.3 对比实验分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果
• 致谢