基于DCT和DWT的数字水印研究

论文摘要

随着互联网广泛普及的应用,各种各样的数据资源包括文本、图片、音频、视频等放在网络服务器上供用户访问。但是这种网络资源的开放也带了许多弊端,比如一些用户非法下载、非法拷贝、恶意篡改等,因此数字媒体内容的安全和因特网上的侵权问题成为一个急需解决的问题。数字水印作为一项很有潜力的解决手段,正是在这种情况下应运而生。数字水印技术就是将特定的数字、文字、图像标志等版权信息嵌入到多媒体数据中,通过检测水印信息以起到版权保护、数据文件的真伪鉴别和产品标志等作用。安全性是数字水印的一个重要方面,数字水印应当可以抵抗来自外界的恶意攻击。按照嵌入域的不同,数字水印主要分为空间域方法和变换域方法。空间域方法的数字水印比较容易,并且这类方法对小的改动比较弱,即使是有损的压缩,也能使嵌入其中的数字水印信息丢失,具有比较差的安全性。而变换域是把水印信息通过变换加入到宿主图像的某些区域中,而且这种方法比空间域方法具有更好的抗压缩、剪切和其他的一些数字图像处理的攻击。这种数字水印方法不仅能抵御各种变换,而且还能保持好的感观效果。目前有两种主要的变换域方法：一种是离散余弦变化(DCT),另一种是离散小波变换(DWT)。本文介绍了这两种基于变换域的数字水印算法并且对该方法的理论基础给出分析,证明了在不同的攻击方法下其良好的稳健性。论文首先介绍数字水印的由来、基本原理、目的、意义以及国内外研究的现状。具体介绍了这两种典型的数字水印算法,数字水印的各种攻击方法。并具体介绍了数字水印的潜入、提取和检测。接着介绍了MATLAB在数字水印中的应用,以及基于离散余弦变换(DCT)数字水印的MATLAB实现方法,给出了源代码,其中对DCT数字图像和音频的数字水印做了详细的介绍,分析和验证了该算法的稳健性,测试结果表明,该算法对于噪声叠加、剪切、旋转、滤波和压缩等常见的图像处理操作具有较高的稳健性。本文接着详细介绍了基于离散小波变换(DWT)的数字水印方法,并通过MATLAB实现了图像的小波变换,并进行了小波变换水印的稳健性检验。最后,对数字水印技术的研究方向及其应用前景进行了论述。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 数字水印技术的发展历程
• 1.1.1 水印的由来
• 1.1.2 数字水印技术的发展
• 1.2 数字水印的定义
• 1.3 数字水印技术的特点
• 1.4 数字水印技术的优点
• 1.5 数字水印技术的应用
• 1.6 国内数字水印技术的发展现状
• 第二章 数字水印技术
• 2.1 数字水印基本原理介绍
• 2.1.1 数字水印的嵌入
• 2.1.2 数字水印的提取
• 2.1.3 数字水印的检测
• 2.2 数字水印嵌入算法分类
• 2.2.1 空间域数字水印
• 2.2.2 变换域数字水印
• 2.2.3 变换域数字水印的其他算法
• 2.3 数字水印的鲁棒性理论及常见攻击技术
• 2.3.1 数字水印鲁棒性理论
• 2.3.2 数字水印攻击的类型及对策
• 第三章 基于DCT变换的数字水印MATLAB实现
• 3.1 MATLAB介绍
• 3.2 离散余弦变换（DCT）介绍
• 3.3 基于DCT变换域数字水印的实现方法
• 3.3.1 基于DCT变换域的数字图像水印
• 3.3.2 基于DCT变换数字水印的检测和提取
• 3.3.3 基于DCT变换域的音频数字水印
• 3.4 算法稳健性分析
• 第四章 基于DWT数字水印的MATLAB实现
• 4.1 小波变换（DWT）介绍
• 4.2 连续小波变换
• 4.3 离散小波变换
• 4.4 基于DWT变换数字图像水印的实现方法
• 4.5 基于DWT变换数字图像水印的检测和提取
• 第五章 总结
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士期间发表论文情况