基于DCT的鲁棒性数字水印算法

论文摘要

数字水印技术是近年来信息隐藏领域的一个新的研究方向,作为加密技术的补充,它在多媒体信息的版权保护方面有着广泛的应用。但作为一个新的研究领域,数字水印技术仍有一些问题亟待解决,以往的数字水印算法,水印图像多以随机序列和二值图像为主,这使数字水印的应用受到了较大的限制,本文围绕这一问题,在离散余弦变换(DCT)域展开研究,提出了一种新的灰度图像数字水印算法。为了提高水印算法的鲁棒性,采用Arnold变换对水印图像进行置乱,降低了图像像素间的自相关性,达到了加密的目的。根据对图像进行线性滤波的结果图像是热传导方程初值问题的解这一关系,通过不断的对原始图像进行“局部性迭代”来对原始图像进行预处理,并利用图像分析工具水平线找出图像的边缘和纹理丰富区域,而后对JPEG压缩原理进行了较为深入的研究,并结合人类视觉系统(HVS)的特性原理,在DCT域选取直流系数做为嵌入点来嵌入水印信息,在纹理丰富的区域嵌入较大量的水印,在纹理较弱区域嵌入较少量的水印,这样有利于兼顾水印信息的鲁棒性和不可见性的要求。文章对所提出的算法进行了仿真实验,并同目前已有的典型算法进行了对比,实验表明该算法对JPEG压缩有较好的鲁棒性,同时对剪切、Gauss噪声、椒盐噪声、Gama校正等其它图像处理操作也有较好的鲁棒性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 数字水印的研究背景
• 1.2 数字水印的研究现状
• 1.2.1 空间域数字水印嵌入算法
• 1.2.2 变换域数字水印嵌入算法
• 1.3 与最新理论结合的数字水印算法
• 1.4 偏微分方程在图像处理中的发展
• 1.5 本文的主要工作及结构安排
• 第2章 数字水印的相关理论
• 2.1 数字水印的基本概念及基本框架
• 2.2 数字水印的分类
• 2.3 数字水印的性能评价
• 2.4 数字水印的攻击
• 2.4.1 简单攻击
• 2.4.2 同步攻击
• 2.4.3 削去攻击
• 2.4.4 混淆攻击
• 2.5 数字水印的应用
• 2.6 本章小结
• 第3章 数字水印算法的数学基础
• 3.1 离散傅立叶变换
• 3.2 离散余弦变换
• 3.3 JPEG压缩编码标准简介
• 3.4 算术均值滤波器与热传导方程
• 3.5 线性滤波器与热传导方程
• 3.6 本章小结
• 第4章 基于DCT的数字水印算法
• 4.1 引言
• 4.2 块分类模型
• 4.3 算法实现
• 4.3.1 算法基本框架
• 4.3.2 水印信息预处理
• 4.3.3 原始载体信息预处理
• 4.3.4 嵌入点的选择
• 4.3.5 水印的嵌入
• 4.3.6 水印的提取
• 4.3.7 水印的相似度计算
• 4.4 仿真实验
• 4.4.1 无任何攻击下的实验结果
• 4.4.2 JPEG有损压缩下的实验结果
• 4.4.3 其它攻击下的实验结果
• 4.4.4 对比实验结果
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢