基于对象的抗几何攻击图像水印研究

论文摘要

随着数字多媒体技术以及因特网技术的飞速发展,多媒体产品的安全问题成为目前一个相当重要而又富有挑战性的研究课题。数字水印技术是实现数字产品版权保护的一种有效方法,目前已成为信息安全领域的一个研究热点,也是信息隐藏研究领域的一种重要分支,因此,对数字水印领域中关键技术的研究有着重要的理论和现实意义。对图像水印来讲,抗几何攻击的鲁棒水印研究显得特别重要,不仅如此,设计这类水印算法的难度较大,因为几何攻击会使水印变得不同步,造成检测或者提取过程的困难。本文对抗几何变换的数字图像水印算法进行了比较系统的研究。首先介绍了数字图像水印的研究背景及现状,论述了数字水印的基本概念特征、通用模型、典型算法、攻击方法及性能分析方法。随后着重阐述了抗几何攻击的图像水印技术,介绍了几种经典的抗几何攻击的图像水印算法以及分析了各自的适用环境和优缺点。在第二代水印算法思想的启发下,和抗几何变换水印算法研究现状分析的基础上,本文选择了几何矩的仿射变换作为抗几何变换算法的基础,提出了一种基于图像中重要对象的抗几何变换水印算法。本文主要进行了以下三方面的工作:1、将常规的对整幅图像嵌入水印改进为对图像中的某个重要对象嵌入水印,当对图像进行剪切而未剪切到该对象时,剪切对对象水印的提取无影响。2、图像水印技术与图像处理方法相结合,利用有效的边缘检测算法获得对象边界,并在边界跟踪法的协助下将水印嵌入到对象靠近中心部分,减小了嵌入的水印对对象提取的影响。3、在嵌水印时选择了基于质心对称的方式,减小了嵌入的水印对仿射系数造成的影响,改善了原有的几何矩仿射算法的抗几何攻击效果。通过一系列的仿真实验,证明本文算法在保证水印不可见性的同时,对常见的几何攻击如平移、缩放、旋转、剪切、压缩等,均有较好的鲁棒性。最后,对本文的工作进行了总结,对未来工作重点做了展望。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 数字水印的研究背景及意义
• 1.2 数字水印系统的原理
• 1.3 数字水印技术研究现状及应用前景
• 1.3.1 数字水印技术研究现状
• 1.3.2 数字水印技术的应用前景
• 1.4 课题研究的意义
• 1.5 本文工作及论文结构
• 2 数字水印技术概述
• 2.1 数字水印特点及分类
• 2.1.1 数字水印特点
• 2.1.2 数字水印的分类
• 2.2 数字水印系统的模型
• 2.2.1 数字水印的通用模型
• 2.2.2 数字水印的通信模型
• 2.2.3 数字水印的几何模型
• 2.3 数字水印的典型算法
• 2.3.1 空间域水印算法
• 2.3.2 变换域水印算法
• 2.3.3 各类水印方法的比较
• 2.4 数字水印的攻击方法和对策
• 2.5 水印的检测
• 2.5.1 线性相关检测
• 2.5.2 归一化相关检测
• 2.5.3 相关系数检测
• 2.6 数字水印的性能评估
• 2.7 本章小结
• 3 抗RST水印算法分析
• 3.1 攻击矫正
• 3.1.1 Radon投影变换
• 3.1.2 模版矫正
• 3.2 RST不变性特征嵌入法
• 3.3 归一化图像嵌入法
• 3.4 本章小结
• 4 基于对象的抗RST水印算法
• 4.1 第二代水印及算法思想来源
• 4.2 涉及的数字图像处理算法及扩频水印理论
• 4.2.1 边缘检测算法
• 4.2.2 边缘跟踪法
• 4.2.3 扩频水印理论
• 4.3 算法思想及描述
• 4.3.1 算法思想及难点
• 4.3.2 水印嵌入过程
• 4.3.3 水印提取过程
• 4.4 实验结果与分析
• 4.4.1 仿真实验
• 4.4.2 性能检测实验及结果分析
• 4.5 本章小结
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录