信息隐藏与数字图像脆弱性水印技术研究

论文摘要

随着计算机网络、多媒体及信息科学的不断发展,数字媒体的产权保护和完整性认证已成为一个迫切需要解决的问题。近年发展起来的信息隐藏与数字水印技术正逐步成为解决问题的重要手段。本文主要研究了用于图像认证和完整性保护的脆弱性水印技术和基于信息隐藏与数字水印技术的保密通信系统。论文首先阐述信息隐藏和数字水印技术特别是脆弱性水印技术国际国内发展动态,并通过对信息隐藏和数字水印技术的国内外研究现状的分析,预测了未来发展趋势。其次介绍了信息隐藏和数字水印技术的相关基础知识。然后针对数字图像的内容认证和保护问题实现了两种脆弱性水印算法。第一个是基于奇异值空间分解的水印算法。该算法不仅能够检测出图像是否被篡改,还可以对图像被篡改的位置进行定位。针对宿主图像的几何攻击的定位问题,算法采用了对原始宿主图像进行分块处理的方法;针对宿主图像操作检测问题,算法采用了特征空间分解法。通过选择系数和构造提取矩阵,使得算法可以对某些限定范围和强度的操作具有鲁棒性,而且可以盲检测。第二个是基于离散傅立叶变换的脆弱性水印算法,它把离散傅立叶变换与数字图像的特性结合起来,通过把水印嵌入到高频信息分量来实现水印的脆弱性,同样通过分块处理来实现算法的篡改定位和盲检测来增加安全性。这两种算法的脆弱性、安全性和定位能力都通过了计算机实验给与验证。最后利用信息隐藏与数字水印技术实现了一种保密通信系统,给出了系统模型和实现方法,通过了计算机实验的验证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 论文研究背景
• 1.2 研究目的和意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 论文主要研究内容
• 第2章 信息隐藏和数字水印技术基础
• 2.1 信息隐藏技术
• 2.1.1 隐藏技术的发展
• 2.1.2 信息隐藏系统模型
• 2.1.3 信息隐藏技术特性
• 2.2 脆弱性数字水印技术
• 2.2.1 脆弱性数字水印模型
• 2.2.2 脆弱性数字水印的基本特征
• 2.2.3 脆弱性数字水印分类
• 2.2.4 脆弱性数字水印的攻击与定位
• 2.2.5 脆弱性数字水印典型算法
• 2.2.6 数字水印的评价
• 2.3 本章小结
• 第3章 基于奇异值空间分解的水印算法
• 3.1 矩阵的奇异值与奇异值分解
• 3.2 离散余弦变换
• 3.3 基于奇异值空间分解的脆弱性水印算法
• 3.3.1 水印的嵌入
• 3.3.2 水印的提取
• 3.3.3 盲提取水印算法
• 3.4 实验结果
• 3.4.1 嵌入强度选取
• 3.4.2 脆弱性检测
• 3.4.3 定位能力检测
• 3.4.4 算法应用到其他图像
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于傅立叶变换的水印算法
• 4.1 离散傅立叶变换
• 4.1.1 一维离散傅立叶变换
• 4.1.2 二维离散傅立叶变换
• 4.1.3 二维离散傅立叶变换的性质
• 4.2 可罗内克积矩阵列展开定理
• 4.3 基于傅里叶变换的脆弱性数字水印算法
• 4.3.1 水印的生成
• 4.3.2 水印的嵌入
• 4.3.3 水印的提取
• 4.3.4 盲提取水印算法
• 4.4 实验结果
• 4.4.1 水印嵌入强度和图像质量
• 4.4.2 脆弱性能分析
• 4.4.3 定位性能分析
• 4.4.4 算法应用到其他图像
• 4.5 两种算法性能的比较
• 4.6 本章小结
• 第5章 信息隐藏与数字水印在保密通信中的应用
• 5.1 保密通信系统模型
• 5.2 保密通信系统的实现
• 5.2.1 发送子系统的实现
• 5.2.2 接收子系统的实现
• 5.2.3 实验结果
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢