基于智能手机平台的数字水印研究与应用

论文摘要

随着因特网的普及和多媒体处理技术的迅猛发展,多媒体信息的共享己成为网络时代的主题,但随之而来的是数字化信息的安全性面临着严峻的挑战。因此,对网络传输中的多媒体信息的版权保护和内容认证日益成为一个非常重要而又富有挑战性的研究课题。在此背景下,数字水印技术应运而生,成为补充传统密码学保护手段的有效途径。数字水印技术利用多媒体数据的冗余特性通过向待保护的多媒体数据中嵌入秘密信息,达到标识、鉴别或隐藏信息等作用,并在图像、语音、视频等数字化产品中获得了广泛应用,已经成为多媒体信息安全领域的研究热点。与此同时,智能手机的广泛普及和3G通信的推广,使得手机已成为人们获取多媒体信息的一种最方便、最快捷的方式。因此,研究应用于智能手机平台的数字水印算法对数字水印技术的应用有着广阔的前景与现实意义。本文借助于数字水印技术,以围绕其在智能手机平台上的应用为重点,深入研究手机成像技术的解决方案,并利用改进的基于DCT的半脆弱彩色图像数字水印算法,设计并实现了基于Windows Mobile平台的图像认证系统,从而为移动用户鉴别数字图像的真实性和可靠性提供科学依据,具有一定的研究意义和潜在的商业价值。在本文中,首先介绍了数字水印的基本原理、基本特性与应用领域以及数字水印的分类,总结了数字水印的不可感知性和鲁棒性评价标准,重点分析了几种典型的数字水印算法。其次,针对智能手机平台的特点,为了节约手机存储空间和提高图像传输速率,本文重点以JPEG格式的彩色图像为研究对象,提出了一种改进的基于DCT的半脆弱彩色图像数字水印算法。在水印的嵌入过程中,充分考虑了人类视觉系统的特征,围绕水印的不可见性和鲁棒性两个方面,以离散余弦变换、图像边缘特征、静态图像压缩编码为理论基础,对水印的嵌入空间进行了优化,并在水印的嵌入方式上进行了改进。此外,为了增强水印的安全性对水印图像进行了Arnold变换,水印的提取为盲提取,也即不需要原始图像的参与。实验表明,该算法不仅得到了较高的图像质量,而且具有很好的抗JPEG压缩性能以及对恶意篡改具有较高的敏感性,从而将其与系统的需求结合为一体,以符合实际应用。最后,深入研究了Windows Mobile平台下,基于DirectShow的智能手机图像获取技术的解决方案,并在系统需求分析的基础上,本文将改进的基于DCT的半脆弱彩色图像数字水印算法与智能手机平台Windows Mobile相结合,采用C/S体系架构,设计并实现了一款应用于智能手机的图像认证系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 数字水印研究现状
• 1.3 Windows Mobile与.NET CF体系架构
• 1.3.1 .NET Compact Framework结构模型
• 1.3.2 Windows Mobile组件模型
• 1.4 论文主要内容及组织结构
• 第二章 数字水印的相关基础理论
• 2.1 数字水印的基本原理
• 2.2 数字水印的特征及应用
• 2.2.1 数字水印的特征
• 2.2.2 数字水印的应用
• 2.3 数字水印的分类
• 2.4 数字水印的评价标准
• 2.4.1 不可感知性评价
• 2.4.2 鲁棒性评价
• 2.5 典型的数字水印算法
• 2.5.1 空间域水印算法
• 2.5.2 变换域水印算法
• 2.5.3 压缩域水印算法
• 2.6 本章小结
• 第三章 基于DCT的半脆弱彩色图像数字水印算法
• 3.1 基本原理
• 3.2 彩色图像的颜色空间
• 3.2.1 颜色空间的介绍
• 3.2.2 颜色空间的转换
• 3.3 嵌入空间的选择
• 3.4 数字水印的嵌入
• 3.5 数字水印的提取
• 3.6 实验结果与分析
• 3.7 基于DCT的数字水印系统原型
• 3.8 本章小结
• 第四章 基于Windows Mobile智能手机平台的图像认证系统设计与实现
• 4.1 DirectShow在智能手机图像获取中的应用
• 4.1.1 DirectShow简介
• 4.1.2 手机成像系统的模型
• 4.1.3 DirectShow实现手机成像
• 4.2 系统需求分析
• 4.2.1 图像获取
• 4.2.2 文件管理
• 4.2.3 水印嵌入
• 4.2.4 水印认证
• 4.2.5 支撑软件平台
• 4.3 系统详细设计
• 4.3.1 系统架构设计
• 4.3.2 图像获取模块
• 4.3.3 文件管理模块
• 4.3.4 水印嵌入模块
• 4.3.5 水印认证模块
• 4.4 系统原型实现
• 4.4.1 系统主界面
• 4.4.2 图像选择
• 4.4.3 水印嵌入与认证
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结和展望
• 5.1 本文的工作总结
• 5.2 未来的工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 攻读硕士学位期间所参加的科研项目