基于二维条码技术的数字水印系统研究

论文摘要

数字水印技术为在网络环境中传播的数字作品的版权保护提供了一种解决方案。在数字水印技术中,如何提高水印鲁棒性是研究的重点与难点。文中介绍了数字水印技术的背景、研究意义以及国内外研究现状,阐述了数字水印的基本原理、系统模型及分类,数字水印的性能评价、典型算法以及针对数字水印的攻击方式和抵抗策略。本文在数字水印中引入二维条码技术,从水印结构和嵌入方法两个方面着手增强水印的鲁棒性。二维条码在水印系统中的应用不同于其常规应用,为减少待嵌入的水印条码信息,去除条码起、止符号字符,删除条码边界空白区域,缩小条码模块。为进一步提高水印系统的安全性和鲁棒性,对条码进行混沌置乱。提出一种基于二维条码和人类视觉系统HVS特性的水印算法。在小波变换的基础上,计算原始载体的掩膜,基于人眼视觉的掩蔽特性选择纹理最丰富的区域嵌入水印。该算法具有良好的嵌入保真度,有利于进一步提高嵌入强度,以增强水印鲁棒性。在嵌入前恢复水印的条码起、止符号字符,提取/检测过程不必依赖任何原始信息,为盲检测水印算法。提出一种基于二维条码的多重水印算法。嵌入多重水印有利于提高水印的鲁棒性。根据原始载体及待嵌入水印自适应计算嵌入重数,对载体进行分块,取各个分块的中心位置进行水印的多重嵌入。在提取/检测过程中引入基于SIFT特征匹配的几何校正,使算法对几何攻击具有强健的鲁棒性。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 数字水印技术背景及其研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 基础理论研究
• 1.2.2 应用研究
• 1.3 本文的研究内容及章节安排
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 本文章节安排
• 第二章 数字水印技术及二维条码技术概述
• 2.1 数字水印基本原理、系统模型及其分类
• 2.1.1 基本原理
• 2.1.2 系统模型
• 2.1.3 分类
• 2.2 数字水印的性能评价
• 2.2.1 嵌入性能
• 2.2.2 检测性能
• 2.2.3 安全性能
• 2.3 数字水印技术的典型算法
• 2.3.1 空域水印算法
• 2.3.2 变换域水印算法
• 2.3.3 压缩域水印算法
• 2.3.4 生理模型算法
• 2.3.5 NEC算法
• 2.4 数字水印攻击方式和抵抗策略
• 2.4.1 信号攻击
• 2.4.2 几何攻击
• 2.4.3 压缩攻击
• 2.4.4 协议攻击
• 2.4.5 其他攻击方式
• 2.5 二维条码技术
• 2.5.1 概述
• 2.5.2 条码特性分析及编码选择
• 第三章 基于混沌及条码结构的水印预处理
• 3.1 PDF417条码结构分析
• 3.1.1 PDF417条码结构分析
• 3.1.2 PDF417符号字符结构分析
• 3.2 水印条码分解
• 3.2.1 水印生成
• 3.2.2 水印分解
• 3.3 混沌置乱
• 3.3.1 Logistic混沌映射
• 3.3.2 水印混沌置乱
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于二维条码和HVS特性的水印算法
• 4.1 水印嵌入过程
• 4.1.1 调制水印掩膜
• 4.1.2 水印嵌入
• 4.2 水印提取/检验过程
• 4.2.1 提取水印
• 4.2.2 水印置乱恢复及条码规格化
• 4.2.3 解码及信息验证
• 4.3 水印鲁棒性攻击
• 4.3.1 噪声攻击
• 4.3.2 JPEG压缩攻击
• 4.3.3 平移、剪切攻击
• 4.3.4 旋转以及缩放攻击
• 4.3.5 协议攻击
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于二维条码的多重水印算法
• 5.1 水印嵌入过程
• 5.1.1 选择嵌入区域
• 5.1.2 多重嵌入
• 5.2 水印提取/检验过程
• 5.2.1 尺度不变特征变换SIFT
• 5.2.2 基于SIFT特征匹配的载体几何校正
• 5.2.3 水印提取及条码重构
• 5.2.4 水印解码及信息验证
• 5.3 水印鲁棒性攻击
• 5.3.1 噪声攻击
• 5.3.2 JPEG压缩攻击
• 5.3.3 剪切攻击
• 5.3.4 旋转攻击
• 5.3.5 缩放攻击
• 5.3.6 平移攻击以及协议攻击
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结
• 6.1 工作总结
• 6.2 进一步的工作
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录