抗几何攻击鲁棒数字图像水印算法研究

论文摘要

数字水印技术作为一种多媒体信息版权保护和内容认证的手段,已得到广泛的研究和关注。当前水印技术面临的一个严峻的问题是破坏水印与图像同步性的几何攻击,嵌入到图像中的水印很容易受到几何攻击而失去作用。本文以数字图像为研究对象,进行了抗几何攻击数字图像水印的研究。提出一种基于墨西哥帽特征点和伪Zernike矩的抗几何攻击盲水印算法。本算法结合了伪Zernike矩的旋转不变性与特征点技术抗裁剪攻击的特性,使水印算法可以同时抵抗旋转与裁剪攻击。本算法提取图像上鲁棒的墨西哥帽特征点作为水印嵌入和检测的参考点,使用量化的策略在特征点对应圆盘的伪Zernike矩上嵌入和检测水印。实验结果表明:本算法不仅能够抵抗旋转、裁剪、平移等几何攻击,而且可以抵抗JPEG、噪声、中值滤波等频域攻击。提出一种基于SIFT特征点的抗几何攻击盲水印算法。该算法充分利用了SIFT特征点对图像的缩放、旋转及平移具有不变性的特点,把水印嵌入到SIFT特征点对应的图像块上。根据SIFT特性提出标准尺度空间的概念,使水印的嵌入和检测达到同步,实现水印的盲检测。该算法在计算用于嵌入水印的图像块时没有直接旋转、缩放图像块,而是根据特征点的尺度、角度把要嵌入水印的图像块上的点直接映射到标准尺度空间上,减小了处理图像引起的误差,减少了计算量,增强了水印算法的鲁棒性。实验结果表明该算法对裁剪、平移、旋转和缩放等几何攻击具有较强的鲁棒性,对于常见的频域攻击(如噪声攻击、滤波攻击、JPEG压缩攻击等)也具有一定的鲁棒性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及研究意义
• 1.2 数字水印技术的研究现状
• 1.3 数字水印开展的研究方向
• 1.4 本文研究内容
• 1.5 本文创新点
• 第二章 图像数字水印技术
• 2.1 数字水印系统框架
• 2.2 水印系统原理
• 2.2.1 水印生成
• 2.2.2 水印嵌入
• 2.2.3 水印检测
• 2.2.4 水印嵌入空间
• 2.2.5 水印嵌入策略
• 2.3 基本特性
• 2.3.1 数字水印性能度量指标
• 2.3.2 数字水印度量指标的数学形式
• 2.4 水印分类
• 2.5 数字水印攻击
• 2.5.1 噪声攻击
• 2.5.2 同步攻击
• 2.5.3 欺骗攻击
• 2.5.4 共谋攻击
• 2.6 抗几何攻击水印算法及研究现状
• 2.6.1 几何攻击对水印的影响
• 2.6.2 抗几何攻击水印算法
• 2.7 小结
• 第三章 一种基于特征点和伪Zernike矩的鲁棒数字图像水印
• 3.1 引言
• 3.2 算法基本原理和流程
• 3.3 算法步骤
• 3.3.1 特征点提取
• 3.3.2 计算伪Zernike矩
• 3.3.3 加密水印的生成
• 3.3.4 水印嵌入
• 3.3.5 水印检测
• 3.4 水印算法分析
• 3.5 仿真实验及分析
• 3.5.1 性能评价参数
• 3.5.2 仿真实验数据与分析
• 3.6 小结
• 第四章 一种基于SIFT的抗几何攻击数字水印
• 4.1 算法背景及分析
• 4.2 水印算法的基本原理和流程
• 4.3 水印算法的技术及实现
• 4.3.1 鲁棒的特征点检测
• 4.3.2 图像的小波分解
• 4.4 水印嵌入空间
• 4.4.1 特征点筛选
• 4.4.2 特征点的尺度特性
• 4.4.3 标准空间尺度的选取
• 4.4.4 特征点的角度
• 4.4.5 标准尺度区域的确定
• 4.5 水印的嵌入及检测
• 4.5.1 水印处理
• 4.5.2 图像处理
• 4.5.3 水印嵌入
• 4.5.4 水印检测
• 4.6 水印算法分析
• 4.7 仿真实验结果及分析
• 4.8 小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 在学期间公开发表论文及著作情况
• 致谢