可自恢复的图像篡改认证算法研究

论文摘要

随着现代科学技术的飞速发展、信息资源的极大丰富,增强了人类信息处理的能力,人类由此步入了数字化时代。多媒体信息的交流丰富了人们日常生活,但同时不可避免地出现多媒体信息被非法传播、篡改、伪造等问题。多媒体信息安全问题已成为当前人们关注的焦点。 多媒体认证技术是确保多媒体信息安全的有效手段。多媒体安全技术的设计通常有两个基本工具:数字签名和数字水印。本文主要研究采用数字水印技术进行图像的篡改认证和恢复。 本论文首先对数字水印技术和多媒体认证技术的一般理论进行了介绍,包括水印的特性、分类、应用及原理框架等方面,并对几种经典的水印认证算法进行了比较分析,介绍了多媒体认证的方式、方法、要求、体系等。在这个基础上,再结合数字图像这种多媒体信息本身的特点和数字图像认证的具体要求,提出了一种新的基于数字水印的可自恢复的图像篡改认证算法,该算法创新之处是通过在图像中嵌入两种水印实现图像的篡改检测和篡改恢复:一种是用于篡改检测的定位水印,另外一种是用于图像恢复的恢复水印。实验证明该算法不但可以准确定位图像的篡改区域,而且可以有效恢复被篡改的图像。最后本文基于提出的算法设计实现了一个图像篡改认证系统原型,可以完整地展示算法认证的全过程。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及实际应用
• 1.1.1 课题研究背景
• 1.1.2 应用前景与需求分析
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文所作的主要贡献与研究内容
• 1.4 论文的结构
• 第二章 数字水印技术
• 2.1 引言
• 2.2 数字水印概念、特性及发展历史
• 2.2.1 什么是数字水印
• 2.2.2 数字水印的需求特性
• 2.2.3 数字水印的发展历史
• 2.3 数字水印分类及应用
• 2.3.1 数字水印的分类
• 2.3.2 数字水印的应用现状
• 2.4 数字水印原理及结构框架
• 2.4.1 数字水印的基本原理
• 2.4.2 数字水印的结构框架
• 2.5 认证水印算法分析
• 2.5.1 空域法
• 2.5.2 频域法
• 2.5.3 小波域法
• 2.5.4 算法比较与分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 多媒体认证技术
• 3.1 引言
• 3.2 多媒体认证的方式
• 3.3 多媒体认证的方法
• 3.3.1 数字签名法
• 3.3.2 数字水印法
• 3.4 多媒体认证的要求
• 3.5 多媒体认证体系
• 3.5.1 多媒体数字签名的认证体系
• 3.5.2 多媒体数字水印的认证体系
• 3.6 基于数字水印和数字签名技术的阿须数字印章系统
• 3.6.1 主要技术与算法流程
• 3.6.2 系统架构
• 3.6.3 操作演示
• 3.7 本章小节
• 第四章 一种基于数字水印的可自恢复的图像篡改认证算法
• 4.1 引言
• 4.2 一种基于数字水印的可自恢复的图像篡改认证算法实现
• 4.2.1 算法原理
• 4.2.2 水印信号的产生
• 4.2.3 水印信号的嵌入
• 4.2.4 图像篡改定位
• 4.2.5 图像篡改恢复
• 4.3 实验结果与分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 可自恢复的图像篡改认证系统实现
• 5.1 系统总体流程
• 5.2 系统结构
• 5.3 系统实现
• 5.3.1 系统开发工具
• 5.3.2 OpenCVv简介
• 5.3.3 几个主要的自编文件及其功能说明
• 5.4 系统演示
• 5.5 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 本文所做工作总结
• 6.2 将来的工作方向
• 参考文献
• 研究生在读期间论文发表情况