论文摘要
数字水印技术是一门新兴的信息隐藏技术。由于当今信息技术高速发展，数字媒体产品(图像、音频、视频)越来越普遍，人们通过计算机网络更加容易获取这些数字媒体产品，某些人有可能在没有得到许可的情况下，拷贝、传播具有版权的作品。这样，在电子音像出版等领域，对数字媒体的版权保护、所有权认证也越来越受到重视。传统的加解密系统并不能很好地解决版权保护问题，因为数据一旦被解密，就完全置于解密人的控制之下，原创作者没有办法追踪作品的复制和二次传播。水印的鲁棒性和不可见性是数字水印技术的两个基本要素，影响着两个要素的关键技术是数字水印的实现策略和采用的水印结构。研究水印算法就是要在保证不可见性的前提下，尽可能多地嵌入水印。算法的关键在于水印的选择、嵌入、嵌入位置和检测。本文立足于国内外该领域的先进成果，充分结合数学、密码学、信息论等相关学科的知识，主要探讨了有关数字图像水印的加密技术。从背景、发展、现状和应用等方面阐述了数字图像水印技术并对水印算法进行了归纳和分类，此外文中提出了置乱反变换的算法，给出了评价水印嵌入强度的量化计算式，最后以一种基于置乱加密体制的频率域变换算法具体实践了图像加密及DCT变换在数字水印中的影响和作用。本文主要工作分为如下四部分：1、数字水印技术的综述：从相关文献来看，数字水印实现的方法有很多种。本文具体详细地总结了现有的数字水印技术及其特点，并对其进行了分类和规整，试图为今后寻找合适的图像隐藏方法提供一些参考信息。2、数字图像置乱加密技术及其效果分析：置乱加密是数字图像加密技术中的热点问题。算法的优劣直接影响其安全性及其它处理的效果。本文讨论了现有的置乱加密方法，并结合该方法的周期性，提出了一种置乱反变换恢复的方法。该置乱恢复计算量小，水印恢复效率高。3、域变换水印技术：详细分析了DCT变换原理、JPEG压缩算法，结合人眼视觉模型(HVS)，将水印变换系数嵌入到载体图像的中频部分，使水印的嵌入强度在不引起视觉警觉的基础上得到显著提高，并推出一种新的含水印图像的质量评价方法，用来评价含水印图像的失真情况。4、基于置乱加密的频率域算法在数字水印中的应用研究：本文详细分析了置乱加密技术在数字水印预处理中的作用，提出了利用DCT域变换隐藏水印的实际应用算法。利用嵌入强度的概念，对于不同的像素采用不同的嵌入强度。该算法安全性较好，良好的数字图像置乱加密技术可以有效地分散比特信息，DCT变换算法可以有效低抵抗压缩和几何变形的攻击，在滤波、加噪声后能够恢复出水印信息。随着数字水印技术的发展和有关基础理论研究框架的形成，其应用的规模和领域将会进一步扩大，目前通用的数字水印算法对信号处理、信息的几何变形以及恶意攻击具有稳健性，可以抵抗波形和噪声攻击，但它们都是基于现有的压缩标准，对于今后的更高压缩算法以及音频压缩，其稳健性就不能得到保证。因此研究水印在图像几何失真的稳健性，设计能抵抗各种攻击的水印算法和解决所有的稳健性问题，在很长一段时间内都会是数字水印的一个研究方向。