图像数字水印的安全性研究

论文摘要

在网络技术和多媒体技术迅速发展的数字信息时代，大量私有数据在网络上传播、交易，使传统的版权保护手段和数据安全技术面临极大的挑战和某些难以克服的困难，作为有效的版权保护手段的数字水印技术因而得到迅速发展。同时，隐藏分析技术及水印攻击技术也跟着发展，这就使得数字水印的安全性问题成为研究热点。本文归纳现有安全性定义，选用基于MRF(Markov随机场)图像模型的安全性测度来分析几种典型的图像数字水印方案的安全性。实验分析表明在傅立叶变换域、小波变换域和Contourlet变换域实现的水印方案其安全性度量(意味水印的不可感知性或不可检测性)优于余弦变换域、脊波变换域的水印方案。接着提出一种新的基于特征点领域定位和B样条多分辨率表示的稳健水印算法，仿真实验结果表明该算法不仅具有较好的抗攻击能力，而且从视觉效果上看是不可觉察的(定性)。最后定量分析该算法的安全性测度，这个测度值反映该算法较之余弦变换域、脊波变换域、傅立叶变换域以及小波变换域的数字水印方案具有更好的不可感知或不可检测性。本文也从实验角度观察安全值与PSNR值之间的关系。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 中文文摘
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 文献综述
• 1.3 本文工作与组织
• 第2章 数字水印概述
• 2.1 数字水印的定义
• 2.2 数字水印的特性
• 2.3 数字水印的基本框架
• 2.4 数字水印的分类
• 2.4.1 从加载域上分类
• 2.4.2 从应用目的上分类
• 2.4.3 从外观上分类
• 2.4.4 从检测方法上分类
• 2.4.5 从载体上分类
• 2.4.6 从内容上分类
• 2.5 水印系统的衡量体系
• 2.5.1 基于像素的度量
• 2.5.2 可感知的质量度量
• 2.5.3 定性测量方法
• 2.6 数字水印的攻击技术
• 2.6.1 去除性攻击
• 2.6.2 检测失效攻击
• 2.6.3 密码攻击
• 2.6.4 协议攻击
• 2.7 数字水印的主要应用领域
• 第3章 多尺度几何分析及其数字实现
• 3.1 连续脊波变换
• 3.1.1 连续脊波变换定义
• 3.1.2 连续脊波变换的重构
• 3.1.3 脊波变换与Radon变换的关系
• 3.2 离散脊波变换
• 3.2.1 脊波变换的数字实现
• 3.2.2 有限脊波变换
• 3.2.3 单尺度有限脊波变换
• 3.2.4 基于真脊函数的数字脊波变换
• 3.3 Contourlet变换
• 3.3.1 拉普拉斯金字塔滤波器
• 3.3.2 方向滤波器组
• 3.3.3 Contourlet变换
• 第4章 数字水印安全性研究状况
• 4.1 安全性定义
• 4.2 安全性测度定义
• 4.2.1 基于相对熵的掩密安全性定义
• 4.2.2 基于去相关变换的相对熵掩密安全性定义
• 4.2.3 基于MRF图像模型的掩密安全性定义
• 第5章 图像数字水印方案的安全性分析
• 5.1 几种典型图像数字水印方案的安全性
• 5.1.1 空域数字水印方案
• 5.1.2 傅立叶变换域数字水印方案
• 5.1.3 余弦变换域数字水印方案
• 5.1.4 小波变换域的数字水印方案
• 5.1.5 Ridgelet变换域数字水印方案
• 5.1.6 Contourlet变换域数字水印方案
• 5.1.7 各种数字水印方案的安全性比较
• 5.2 基于B样条多分辨率表示的数字水印方法
• 5.2.1 准均匀B样条曲线的多分辨率分解与重构
• 5.2.2 Harris特征点检测算法
• 5.2.3 水印的嵌入和提取
• 5.2.4 鲁棒性测试及分析
• 5.2.5 安全性度量及分析
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 进一步的工作
• 参考文献
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 个人简历