基于DSP的采用Hadamard变换的数字水印防伪检测技术的研究和实现

论文摘要

因特网的飞速发展和多媒体技术的日新月异,催生了在开放式的数字化网络环境中的数字媒体版权保护技术——数字水印。数字水印作为一种崭新的信息隐藏技术,是信息安全领域的一个新的研究方向。本文主要研究抗打印扫描的数字水印算法,并提出了一种基于Hadamard变换的数字水印防伪检测技术,然后通过Ti的DSP芯片实现了数字水印的检测和提取。现代高端智能手机的核心大量采用了高性能的DSP芯片,本文的意义在于有力地推动了下一代的智能手机在印刷品防伪检测领域上的应用。本文首先回顾了10年来数字水印技术的历史和发展历程,简单介绍了数字水印技术的研究现状,借此进一步分析说明了数字水印技术在防伪检测领域上的应用。随后,从总体上论述了数字水印技术的分类、经典算法和评估标准。在此基础上,详细研究了基于Hadamard变换的数字水印算法及算法的C语言实现。采用8×8分块技术的Hadamard变换数字水印算法是本文提出数字水印防伪技术的核心。围绕这个核心和抗打印扫描等方面的要求,本文借助扩频和Arnold置乱技术,同基于Hadamard变换的数字水印算法进行组合,进一步提高了算法的鲁棒性和水印的可见性。为了有效地抵抗打印扫描过程带来的失真影响,本文采用了一序列预处理技术,包括扫描后图像的缩放、裁剪、旋转矫正、图像的亮度和对比调整等。其中,图像的旋转矫正过程,运用了Sobel边缘检测算子,Radon变换求倾斜角以及新一代快速旋转算法。本文的最后,先采用VC++.NET开发平台设计了一个PC终端软件实现了数字水印算法,然后采用Spectrum Digital DM642 VER2评估板,基于C64x DSP内核和DSP/BIOS实时系统,实现了数字水印的提取和检测。实验结果表明,本文设计的数字水印技术方案能有效地嵌入和提取水印,在印刷品防伪检测上取得了令人满意的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 选题的背景和意义
• 1.3 数字水印技术历史
• 1.4 数字水印研究动态
• 1.5 数字水印技术在印刷品防伪检测上的应用
• 1.6 论文的内容安排
• 第二章 数字水印技术
• 2.1 数字水印的分类
• 2.2 数字水印的典型算法
• 2.2.1 空域算法
• 2.2.2 频域算法
• 2.2.3 生理模型算法
• 2.3 数字水印的评价标准
• 2.3.1 水印的鲁棒性评估
• 2.3.2 图像失真评估
• 2.4 数字水印的应用
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于Hadamard变换的数字水印算法
• 3.1 引言
• 3.2 Hadmard变换
• 3.2.1 Hadamard变换原理
• 3.2.2 Hadamard变换特点
• 3.2.3 Hadamard变换的算法实现
• 3.3 数字水印的核心算法
• 3.3.1 数字水印的嵌入算法
• 3.3.2 数字水印的提取算法
• 3.4 本章小结
• 第四章 抗打印扫描的数字水印技术方案
• 4.1 引言
• 4.2 数字印刷品图文的特点
• 4.2.1 打印扫描过程的失真分析
• 4.2.2 图像失真的解决方案
• 4.2.3 颜色空间选择
• 4.3 系统框架
• 4.4 数字图像的预处理
• 4.4.1 Sobel算子和Radon变换求θ角
• 4.4.2 快速图像旋转算法
• 4.5 Hadamard变换与扩频、置乱结合的水印技术
• 4.5.1 扩频方法
• 4.5.2 置乱技术
• 4.5.3 技术组合方案
• 4.6 本章小结
• 第五章 数字水印算法的DSP实现
• 5.1 引言
• 5.2 TMS320 C64xDSP的结构及特点
• 5.2.1 SD TMS320 DM642 Evaluation Module简介
• 5.2.2 TMS320 DM642 DSP特征概述
• 5.2.3 TMS320 C64x DSP的结构和特点
• 5.2.3.1 TMS320 C64x家族历史
• 5.2.3.2 TMS320 C64x DSP结构
• 5.2.3.3 TMS320 C64x DSP指令集
• 5.3 集成开发环境CCS3.0与DSP/BIOS
• 5.3.1 集成开发环境CCStudio简介
• 5.3.2 CCS环境下的C语言开发
• 5.3.2.1 C6000的软件开发流程
• 5.3.2.2 CCS环境中的C程序的基本结构
• 5.3.2.3 C语言编程应注意的问题
• 5.3.3 DSP/BIOS
• 5.3.3.1 DSP/BIOS简介
• 5.3.3.2 DSP/BIOS的主要功能模块
• 5.4 算法移植
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结
• 6.1 全文纵览
• 6.2 实验结果
• 6.2.1 实验条件
• 6.2.2 实验结果
• 6.3 分析与展望
• 参考文献
• 硕士期间发表论文
• 致谢