基于小波变换自适应数字图像水印算法的研究与实现

论文摘要

随着计算机网络的快速发展,网络上传输的信息模式发生了翻天覆地的变化,信息的交流变得更加快捷,形式也呈现多样化。尤其是数字图像形式的传播也变得越来越普遍。由于数字内容很容易复制、修改,网络上传播的数字内容存在着大量的盗版和侵权问题,因此对知识产权的保护越来越引起重视。数字水印作为信息安全领域的一门新兴学科,己经引起了人们的极大关注。作为信息隐藏技术在计算机领域的一项重要应用,数字水印为保护多媒体信息的版权及信息的合法使用提供了一种新的解决思路。将水印嵌入到数字化媒体中,然后通过对水印的检测和提取来对数字产品的使用情况进行跟踪,从而实现隐藏传输、秘密存储、版权保护等功能。小波分析由于具有多分辨率和多尺度分析特性,在图像处理方面得到了广泛应用。利用小波分析可以更好地控制水印信息在图像中的分布,从而协调解决稳健性和不可见性之间的矛盾。本文以静止图像作为研究对象,首先阐述了图像数字水印的基本原理和特征,介绍了数字水印的常见算法及图像数字水印评估方法,同时介绍了小波分析的基础理论及其在图像数字水印中的应用与发展前景。通过对水印信号的选择,小波基、分解级数和小波系数选择的确定及人类视觉掩蔽特性的利用等几个重要问题的分析,为了解决水印鲁棒性和不可见性的矛盾问题,提出了基于小波变换自适应图像数字水印算法。并通过剪切、加噪、滤波、锐化、模糊等几种攻击对该算法进行了测试与性能评估,实验结果表明该算法对一般攻击与图像处理具有较强的的鲁棒性。最后,总结了研究结果并对数字水印的进一步发展进行了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 数字水印技术的发展现状
• 1.3 数字图像水印的发展前景
• 1.4 数字水印技术存在的问题
• 1.5 本文主要研究内容与结构
• 本章小结
• 第二章 数字水印技术概述
• 2.1 数字水印技术基本原理
• 2.2 数字水印框架
• 2.3 数字水印的特性
• 2.4 数字水印分类
• 2.4.1 按照水印嵌入的位置分类
• 2.4.2 按照水印检测的方式分类
• 2.4.3 按照水印的意义分类
• 2.4.4 按照水印抗攻击的能力分类
• 2.5 数字水印算法
• 2.5.1 空间域数字水印算法
• 2.5.2 DCT 变换域算法
• 2.5.3 DWT 变换域算法
• 2.6 数字水印技术的攻击技术
• 2.7 图像数字水印性能评估
• 2.7.1 影响性能的因素
• 2.7.2 水印的评价标准
• 本章小结
• 第三章 小波变换及其在图像数字水印中的应用
• 3.1 小波分析基础理论概述
• 3.1.1 小波变换的由来及发展
• 3.1.2 小波变换定义及特点
• 3.1.3 连续小波变换
• 3.1.4 离散小波变换
• 3.2 小波的分解与重构
• 3.2.1 小波分析对信号的处理
• 3.2.2 信号的分解与重构—Mallat 算法
• 3.2.3 图像的小波分解与重构
• 3.3 小波域的图像数字水印算法
• 3.4 小波变换在数字水印技术中的应用前景
• 本章小结
• 第四章 基于HVS 特性的小波域数字图像水印算法的实现
• 4.1 算法思想与目标
• 4.2 水印信号的选择
• 4.3 小波基、分解级数和小波系数的选择
• 4.4 人类视觉掩蔽特性在算法中的应用
• 4.4.1 人类视觉系统
• 4.4.2 人类视觉掩蔽特性的应用
• 4.5 图像的置乱变换
• 4.5.1 数字图像的Arnold 置乱
• 4.5.2 图像的置乱实验
• 4.6 水印的嵌入算法
• 4.7 水印的提取算法
• 4.8 实验结果及性能评估
• 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢