论文摘要
随着计算机网络与多媒体技术的飞速发展,数字图像、音频、视频等数字媒体已得到广泛地应用,大家可以非常方便地利用数字设备制作、处理、修改以及存储文本、语音、图像与视频等。在数字时代,电影或者歌曲的数字拷贝过程完全不会损失作品的质量,因此数字媒体的信息安全与版权保护问题日益突出。为防止数字产品被侵权、盗版和随意篡改,结合了传统密码学领域认证和鉴别的特点而又与被保护的数据密切结合的数字水印技术受到越来越多人的重视,成为一个非常热门的研究领域。数字水印技术主要是指在数字音频、图像以及视频等数字载体中嵌入机密信息,以实现数字产品的版权保护,证明产品的真实性、可靠性、追踪盗版侵权行为或者提供产品的附属信息。空间域图像水印算法通常直接修改载体图像的像素,特点是算法简单、计算复杂度低,但该类算法鲁棒性一般较差。本文重点研究了基于离散余弦变换和小波域的图像水印算法,在参阅大量文献、总结各种算法优劣的基础上,提出了两种变换域图像水印新算法。传统的基于奇异值分解的图像水印算法中,由于水印信息都分布于整个图像,当含水印图像遭到攻击后,提取的水印图像在其对角线上有明显失真,容易出现黑色细线。为消除失真,改善水印提取效果,本文提出了一种基于奇异值分解的小波域图像水印改进算法。首先,在构造二值水印图像时,将文字信息分布于图像左下角和右上角,由于在对角线上并未分布信息,提取出水印图像直接将对角线的黑色细线通过像素灰度值调整为同底色相同的白色即可消除失真；其次,水印嵌入过程中运用矩阵相乘运算将传统算法中需保留的参数矩阵由3个减少为1个,简化算法。实验结果表明,该算法既保持了鲁棒性和水印的不可见性,同时也消除了失真,获得了很好的水印提取效果,可用于版权保护。随后,本文又提出了一种新的基于离散余弦变换和离散小波变换的灰度图像盲水印算法。该算法先对二值有意义水印图像进行Arnold置乱与Logistic混沌加密预处理,其次对载体图像进行二级小波变换,选取逼近子带LL2与细节子带HL2、LH2、HH2嵌入水印信息。嵌入过程中对4个子带分别进行8×8分块离散余弦变换,然后运用改进的相交换中频系数的方法将经过预处理后的水印分块嵌入所选取的4个子带,不同的子带采用不同的嵌入强度,以增强算法的鲁棒性和实现水印的盲提取。实验结果表明,该算法对图像加噪、裁剪、低通滤波、锐化、JPEG压缩、直方图均衡化等攻击均表现出较强的鲁棒性。