盲检测抗几何攻击的数字图像水印算法研究

论文摘要

数字水印技术作为一种全新的信息安全和版权保护技术,已经被广泛研究,但目前的绝大多数算法的抗几何攻击能力较差。因此,抗几何攻击的数字水印技术仍然是一项富有挑战性的工作。本文以静止图像作为研究对象,主要提出了三种盲检测抗攻击的数字图像水印算法。首先,提出了基于邻近关系的Contourlet变换域、盲检测数字水印算法。本算法先将原始图像进行Contourlet变换,再根据邻近特征平均值将水印嵌入到Contourlet变换域中所选择的显著子带图像中。其中水印图像为有意义的二值图像。水印检测过程中不需要原始图像,且计算简单。实验结果表明,该算法对JPEG压缩、添加噪声、高斯滤波和锐化等攻击具有较好的稳健性。其次,提出了基于Krawtchouk矩和小波变换的抗几何攻击的盲检测数字水印算法。该方法首先对图像进行一次小波分解,然后计算其低频成分的Krawtchouk低阶矩不变量来判断水印是否存在。水印提取过程简单,只需计算所得图像的几个低阶Krawtchouk矩不变量。结果证明,该方法简单、有效,对旋转、缩放、剪切、组合攻击等几何攻击以及JPEG压缩攻击具有很高的稳健性。最后,提出了基于Trace变换和标识信息的数字图像版权保护算法。该算法首先根据Trace变换进行数字作品的特征提取,然后在第三方机构进行登记注册从而获得标识信息,最后根据标识信息确认数字作品的所有权。从实验结果看出,该算法对旋转、缩放、剪切及其组合、仿射变换、去掉部分行等几何攻击以及滤波和JPEG压缩攻击具有很高的稳健性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 本文章节安排
• 第二章 数字水印技术概述
• 2.1 数字水印技术及其发展概况
• 2.1.1 信息隐藏技术
• 2.1.2 数字水印技术的发展概况
• 2.2 数字水印的原理及其通用模型
• 2.3 数字水印的基本特征、分类和应用领域
• 2.3.1 数字水印的基本特征
• 2.3.2 数字水印的分类
• 2.3.3 数字水印的应用领域
• 2.4 抗几何攻击的数字水印技术
• 2.4.1 数字水印技术的攻击类型
• 2.4.2 抗几何攻击的数字水印技术
• 2.5 零水印技术
• 第三章 基于CONTOURLET 变换的盲检测数字水印算法
• 3.1 CONTOURLET 变换
• 3.1.1 Contourlet 变换概述
• 3.1.2 塔形方向滤波器组
• 3.2 基于CONTOURLET 变换的数字水印算法
• 3.2.1 水印图像的置乱加密算法
• 3.2.2 数字水印的嵌入算法
• 3.2.3 数字水印的提取算法
• 3.2.4 评价参数
• 3.3 实验结果及其分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于KRAWTCHOUK 矩和小波变换的盲检测数字水印
• 4.1 小波理论
• 4.2 KRAWTCHOUK 矩的研究
• 4.2.1 Krawtchouk 多项式和Krawtchouk 矩
• 4.2.2 Krawtchouk 矩不变量
• 4.3 基于KRAWTCHOUK 矩不变量和小波变换的数字水印算法
• 4.3.1 编码过程
• 4.3.2 解码过程
• 4.3.3 参数设定
• 4.4 实验结果及其分析比较
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于TRACE 变换的数字图像版权保护算法
• 5.1 TRACE 变换
• 5.1.1 Trace 特征提取理论
• 5.1.2 不变量的构造
• 5.2 基于TRACE 变换和标识信息的数字图像版权保护算法
• 5.2.1 登记注册过程
• 5.2.2 认证过程
• 5.3 实验结果及其分析比较
• 5.3.1 一般信号处理攻击实验
• 5.3.2 几何攻击实验
• 5.4 本章小结
• 第六章 基于HILBERT-HUANG 变换的数字水印算法初探
• 6.1 HILBERT-HUANG 变换的基本原理
• 6.1.1 经验模式分解方法
• 6.1.2 Hilbert 变换和Hilbert 谱
• 6.2 HILBERT-HUANG 变换的二维分解原理
• 6.2.1 二维内蕴模式函数分量的递推形式
• 6.2.2 Hilbert-Huang 变换的二维分解方法
• 6.3 基于HILBERT-HUANG 变换的数字水印算法初探
• 6.4 本章小结
• 第七章 总结及展望
• 7.1 本文的主要工作
• 7.2 进一步的研究工作
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文