印章域数字水印防伪系统研究与实现

论文摘要

本文研究印章域数字水印算法,增强其对几何攻击、打印扫描过程的鲁棒性,即抵抗失同步攻击和数模/模数攻击、热噪声攻击、扫描抖动等,使得与数字水印结合的数字签章完全逼近传统签章的功能。印章域数字水印防伪系统基于PKI/CA平台,结合了印章域数字水印技术,实现了电子文档和物理文档的双重防伪作用,将数字水印技术和PKI的应用领域从数字域拓展到了模拟域。论文的主要贡献包括:1.针对印章域数字水印算法存在的难点以及基于标准方差的水印算法在实用过程中碰到的各种问题,本文提出了相应的解决方案。为了解决扫描图像的配准问题,本文利用离散傅立叶变换的性质,提出了一种基于DFT和变采样率极坐标变换的数字图像配准算法;由于水印判决阈值缺乏对光照、打印质量等全局因素的自适应性,本文提出了水印判决阈值归一化处理的方法,大大提高了水印判决的成功率。2.由于印章等图案自身的特点,对数字水印算法在透明性、鲁棒性等方面提出了很大的挑战。本文在这方面做了一些尝试,提出了一种基于随机共振理论和离散余弦变换的数字水印算法。本算法嵌入的水印信息非常微弱,具有很好的透明性。非线性随机共振双稳系统的运用也使得算法具有较高的鲁棒性。由于对载体图像进行了固定尺寸的分块处理,本算法适用于各种大小的图像。3.遵循面向对象的设计方法,使用成熟的设计模式,设计并实现了具有良好可扩展性、可重用性的印章域数字水印算法子系统。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 课题背景、目的和意义
• 1.2 论文研究的问题和主要工作
• 1.3 论文组织结构
• 1.4 本章小结
• 2 印章域数字水印防伪系统综述
• 2.1 公钥基础设施（PKI）
• 2.1.1 公钥基础设施综述
• 2.1.2 PKI 中的关键技术
• 2.2 印章域数字水印技术
• 2.3 印章域数字水印防伪系统框架
• 2.4 可信时间戳与多水印问题
• 2.5 本章小结
• 3 印章域数字水印算法研究与优化实现
• 3.1 印章域数字水印算法的难点
• 3.2 原有水印算法存在的问题
• 3.3 基于DFT 的扫描图配准算法
• 3.3.1 平移图像配准
• 3.3.2 旋转图像配准
• 3.3.3 用基于环形分块的变采样率极坐标变换检测旋转角度
• 3.3.4 仿真测试结果
• 3.4 半色调图像去网纹处理
• 3.5 水印判决阈值的归一化处理
• 3.6 算法流程图
• 3.7 本章小结
• 4 印章域数字水印算法子系统软件架构设计与实现
• 4.1 软件工程概念
• 4.2 面向对象设计方法
• 4.3 工厂方法模式在印章数字水印系统中的应用
• 4.4 本章小结
• 5 基于随机共振的透明数字水印算法探索
• 5.1 随机共振基本原理
• 5.2 水印嵌入算法
• 5.2.1 8×8 分块中频系数提取
• 5.2.2 基于伪随机置乱的白化处理
• 5.2.3 水印嵌入
• 5.3 水印提取算法
• 5.3.1 非线性四次双稳系统的输出
• 5.3.2 水印提取
• 5.4 水印算法性能评测
• 5.4.1 算法仿真
• 5.4.2 水印攻击实验
• 5.5 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 全文工作总结
• 6.2 印章域数字水印防伪技术前景展望
• 6.3 结束语
• 参考文献
• 作者简历