基于人类视觉系统的小波水印算法研究与应用

论文摘要

随着互联网技术的发展,多媒体信息在人们之间的交流越来越广泛,网络成为人们传输多媒体信息的主要渠道。这虽然给人们带来了生活上的便利,但同时互联网上充斥了众多盗版现象,这给多媒体信息版权所有者造成了越来越多的侵害。为了保护这些信息的安全,数字水印技术在这个背景下应运而生。本文首先介绍了数字水印技术的起源与应用背景,并对数字水印的发展历史、分类、特征、基本框架、典型算法、常见攻击方式及性能评估进行了总结与研究。其次,对小波变换的发展、特点、理论基础进行了介绍,介绍了一维、二维连续小波变换及一维、二维离散小波变换,并分析了小波变换的多分辨率分析与小波系数,应用在随后的算法设计中。然后,为了使设计的水印算法更适应人眼,本文对人类视觉系统进行了研究,详细分析了人类视觉系统的特性,并对人类视觉系统JND(Just Noticeable Difference)模型进行了分析,并对已有的人类视觉系统中的JND模型作出了改进。随后本文针对水印预处理过程中Arnold变换的不足,对比了几种常见的加密算法,针对置乱后水印信息的采取了IDEA加密算法,使得水印信息更安全、更便于传输。接着,本文针对常见的水印算法及本文设计的算法进行了仿真实验,并对比了各算法性能。最后,本文对数字水印的应用进行了阐述。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 信息隐藏技术
• 1.2.2 数字水印技术
• 1.3 论文的主要工作和结构
• 1.3.1 论文的主要工作
• 1.3.2 论文的结构
• 2 数字水印理论基础
• 2.1 数字水印的分类
• 2.2 数字水印的基本特征
• 2.3 数字水印的基本原理
• 2.3.1 基本框架
• 2.3.2 应用过程
• 2.3.3 典型算法
• 2.3.4 常见攻击方式
• 2.3.5 性能分析
• 2.4 本章小结
• 3 小波变换及对小波变换的分析
• 3.1 小波变换背景及优势
• 3.2 连续小波变换
• 3.2.1 一维连续小波变换
• 3.2.2 二维连续小波变换
• 3.3 离散小波变换
• 3.3.1 一维离散小波变换
• 3.3.2 二维离散小波变换
• 3.3.3 图像的二维离散小波变换
• 3.4 多分辨率分析
• 3.5 小波系数
• 3.6 本章小结
• 4 一种改进的HVS小波系数水印算法
• 4.1 人类视觉系统的JND模型
• 4.1.1 人类视觉系统特性
• 4.1.2 常见的JND模型
• 4.2 水印的预处理
• 4.3 基于IDEA的水印加密方法
• 4.3.1 Arnold变换存在的问题
• 4.3.2 IDEA加密算法
• 4.3.3 对水印的IDEA加密
• 4.4 水印嵌入
• 4.5 水印提取
• 4.6 本章小结
• 5 仿真实验与性能评估
• 5.1 对常用水印算法的仿真实验及性能评估
• 5.1.1 仿真实验
• 5.1.2 性能评估
• 5.2 对本文算法的仿真实验及性能评估
• 5.2.1 JND模型的实验
• 5.2.2 水印预处Arnold变换实验
• 5.2.3 水印提取及攻击实验
• 5.3 本章小结
• 6 数字水印技术的实际应用
• 6.1 数字水印与电子支票
• 6.1.1 电子支票
• 6.1.2 电子支票的使用过程
• 6.1.3 数字水印在电子支票中的应用
• 6.2 数字水印与版权管理
• 6.2.1 数字版权管理DRM
• 6.2.2 DRM系统模型
• 6.2.3 数字水印在DRM中的使用
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢