基于Logistic混沌映射的双重数字水印算法

论文摘要

随着网络和多媒体技术的发展,多媒体数据逐渐成为人们获取信息的重要来源,如何有效地保护这些信息的安全成为当前研究的热点。数字水印作为信息隐藏技术的重要分支,也是版权保护的重要手段。它通过在原始信息中嵌入秘密信息—水印来证明该信息的所有权或完整性,以此来抵制对数字作品的盗版或篡改。本文着重讨论双重数字水印算法。从最初的空域水印算法到变换域水印算法以及后来出现的NEC算法、生物模型算法等,在某些方面提高了算法的鲁棒性,但是仍不能做到抵抗广泛攻击。于是数字水印的“重复嵌入”、“二次检测”、“多次嵌入”等研究方法应运而生。该类研究方法虽命名不同,但思路相似,大致都是将几种具有互补作用、相互独立的多种数字水印子算法结合,弥补每一种子算法的缺陷,在不影响水印的隐形性前提下,共同抵抗攻击以达到水印算法的性能远优于单种方式嵌入的目的。本文首先介绍了数字水印研究的背景及现状、数字水印的基本概念、分类、应用和国内外研究动态,并详细论述了图像数字水印算法所涉及的一些关键问题,如变换域,加密等。然后在研究分析现有水印算法的基础上,针对大多数算法只嵌入一个水印信号,抵抗攻击能力有限,提出了基于Logistic混沌映射的数字图像双水印算法,来提高水印算法的鲁棒性。该算法以混沌加密后二值图像作为水印信息,分别嵌入到原始图像的直流系数和高频系数上,并且利用Matlab软件进行实现。通过大量实验数据及结果分析表明该算法能很好地满足水印的不可见性,并且嵌入的水印对于诸如JPEG压缩、直方图均衡、剪切、噪声、中值滤波、锐化等常见的图像处理和噪声干扰具有很好的稳健性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 国内外数字水印研究现状分析
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 第2章 数字水印的基本理论
• 2.1 数字水印的概念
• 2.1.1 数字水印的性能要求
• 2.1.2 数字水印的分类
• 2.2 数字水印原理分析
• 2.2.1 水印嵌入
• 2.2.2 水印检测与提取
• 2.3 水印的评价标准
• 2.3.1 峰值信噪比PSNR
• 2.3.2 归一化互相关系数NC
• 2.4 典型的图像水印算法
• 2.4.1 空域水印算法
• 2.4.2 频域水印算法
• 2.4.3 NEC 算法
• 2.4.4 生理模型算法
• 2.4.5 各类水印方法的比较
• 2.5 数字水印攻击
• 2.5.1 攻击方法分类
• 2.5.2 应用中的典型攻击方式
• 2.6 本章小结
• 第3章 基于LOGISTIC 的DCT 数字水印算法研究
• 3.1 混沌理论简介
• 3.1.1 混沌的定义
• 3.1.2 混沌运动的基本特征
• 3.1.3 Logistic 混沌方程
• 3.2 基于LOGISTIC 混沌映射的DCT 数字水印算法
• 3.2.1 水印信息预处理
• 3.2.2 水印嵌入算法
• 3.2.3 水印提取算法
• 3.2.4 水印攻击实验及结果分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 基于LOGISTIC 混沌映射的双重数字水印算法
• 4.1 双重水印算法介绍
• 4.1.1 双重水印算法的条件
• 4.1.2 重复嵌入的提取检测方法
• 4.2 DCT 直流分量和高频系数水印算法对比分析
• 4.2.1 基于DCT 直流分量的水印嵌入算法
• 4.2.2 基于DCT 高频系数的水印嵌入算法
• 4.2.3 实验对比分析
• 4.3 一种基于LOGISTIC 混沌映射的双重数字水印算法
• 4.3.1 水印的嵌入
• 4.3.2 水印的提取
• 4.3.3 实验结果与分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢