面向图像内容认证的数字水印技术研究

论文题目: 面向图像内容认证的数字水印技术研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 计算机应用技术

作者: 夏晓清

导师: 赵荣椿

关键词: 认证,内容保护,脆弱水印,稳健水印,扩频水印,量化水印,小波变换,公钥

文献来源: 西北工业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 数字化技术在为信息的处理、复制、传播以及销售提供便利的同时，也随之带来了潜在的安全隐患。通过在数据中嵌入认证信息，数字水印技术能够有效地识别数据所有者并验证数据的真伪，是保证数字媒体真实性与完整性的一种重要手段。本文在西北工业大学博士论文创新基金的支持下，深入研究了用于数字图像内容认证的脆弱水印及稳健水印技术，取得了以下创新性成果： 1．提出了一定误检率下扩频数字水印的长度计算方法，综合运用图像和水印的随机过程模型以及水印相关检测的统计特性，根据水印长度、检测门限和误检率之间的关系提出一种面向图像内容认证的扩频水印长度计算公式。实验表明，基于此公式的水印相关检测误检率的理论值与实测值非常吻合。 2．提出了一种面向图像内容保护的数字水印通用算法模型——CPODW，克服了现有基于内容数字签名方法误检率高的不足。并从图像理解的角度出发，给出了两类图像内容特征提取方法。实验表明，在漏检率相近的情况下，与传统方法相比，基于CPODW的图像内容认证方法使平均误检率从46.9％下降到了11.7％。 3．提出了一种基于图像内容的脆弱水印认证技术，更好地平衡了脆弱水印不可觉察性和半鲁棒性之间的矛盾，解决了现有脆弱水印算法由于与图像内容无关而导致的算法鲁棒性不高的问题。实验表明，这种脆弱水印技术能够在空间域和频率域两方面共同进行篡改检测，与传统方法相比，具有更高的可靠性。 4．提出了一种基于小波系数树的混合盲水印算法，增强了图像内容保护算法的鲁棒性。其主要思路是于嵌入内容水印时，在图像小波变换的低频和高频部分分别采用了量化水印利扩频水印两种不同的技术。实验表明，该混合算法的平均检验统计量是目前广泛采用的同类算法的2.1倍，算法具有更好的稳健性。 5．最后，本文设计了一个基于公钥和数字水印的通用图像内容认证系统模型，为图像内容认证的“单用户保护—多用户认证”模式提供了信息安全保证。双钥体系的引进，解决了现有算法在水印嵌入和认证过程中只能由版权所有者进行水印存在与否判断的限制。实验表明，这种采用双钥体制的方法与传统算法相比，加强了用户的身份认证能力，从而具有更高的安全性。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 数字水印研究的重要意义

1.1.1 数字产品面临的版权问题

1.1.2 信息隐藏与数字水印问题的由来

1.1.3 数字水印研究的重要意义

1.2 数字水印的应用和分类

1.2.1 数字水印的应用领域

1.2.2 数字水印的分类

1.3 数字水印技术的国内外研究动态

1.4 密码学、信息隐藏与数字水印

1.5 数字水印的相关领域及相关术语

1.5.1 数字水印的相关领域

1.5.2 数字水印的相关术语

1.5.3 一些术语之间的区别与联系

1.6 数字水印技术简介

1.6.1 多媒体数字水印的嵌入和恢复

1.6.2 数字水印的研究层次

1.6.3 数字水印的典型算法

1.6.4 数字水印性能度量指标

1.6.5 数字水印度量指标的数学形式

1.7 本文所做的工作和创新

1.8 本文的组织

第一章参考文献

第二章 扩频水印技术中水印长度的理论分析

2.1 引言

2.2 数字水印与扩频通信

2.3 基于扩频的水印嵌入技术

2.4 基于扩频水印的相关检测和水印长度的分析

2.4.1 图像和水印的统计特性分析

2.4.2 水印相关检测的统计模型

2.4.3 水印序列长度的计算公式

2.5 实验结果

2.6 小结

第二章参考文献

第三章 一种面向图像内容保护的数字水印技术

3.1 引言

3.2 已有方案的限制及改进要求

3.3 CPODW算法框架

3.4 CPODW算法中图像内容提取方法

3.4.1 内容特征提取和评价的基本准则

3.4.2 基于图像分割的相对特征提取

3.4.3 图像的绝对特征

3.5 基于两级内容表征的图像相对特征提取

3.5.1 像素级内容表征图像PICM的计算

3.5.2 区域级内容表征图像RICM的计算

3.5.3 基于Hu不变矩的量化内容特征提取

3.6 基于区域主频率成份的图像绝对特征

3.7 内容水印的生成、嵌入与提取

3.8 实验结果

3.8.1 基于区域主频率成份的图像CPODW算法实例

3.8.2 基于两级内容表征的图像CPODW算法实例

3.9 小结

第三章参考文献

第四章 基于图像内容的脆弱水印认证算法

4.1 引言

4.2 已有算法的限制

4.3 脆弱水印图像认证系统的要求

4.4 基于图像内容的认证水印生成

4.5 小波变换域的视觉门限模型

4.6 基于图像内容的认证水印算法

4.6.1 认证水印的嵌入

4.6.2 水印算法的认证过程

4.7 算法设计中的问题和性能分析

4.7.1 脆弱水印设实现中存在问题讨论

4.7.2 算法的性能分析

4.8 实验结果

4.9 小结

第四章参考文献

第五章 基于小波系数树的混合盲水印算法

5.1 引言

5.2 已有小波水印算法的分析

5.2.1 基于扩频的水印算法

5.2.2 基于量化的水印算法

5.2.3 稳健图像水印算法的设计要求

5.3 基于小波系数树的混合水印算法的设计思想

5.3.1 图像的小波系数树

5.3.2 低频分量基于量化的水印技术

5.3.3 基于小波系数树的扩频水印技术

5.4 基于小波系数树的混合稳健盲水印算法

5.4.1 水印的嵌入

5.4.2 水印的检测

5.5 实验结果

5.6 小结

第五章参考文献

第六章 基于公钥和数字水印的图像内容认证应用系统

6.1 引言

6.2 已有算法的限制

6.3 公钥和水印认证应用系统的总体要求

6.4 公钥的产生和用户身份认证

6.4.1 数字证书的生成与管理

6.4.2 用户身份认证

6.5 完整应用系统的设计

6.5.1 水印的嵌入

6.5.2 图像的认证过程

6.6 应用系统中的安全性分析

6.7 实验结果

6.8 小结

第六章参考文献

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 未来的研究方向

7.3 展望

7.4 结束语

致谢

攻博期间所做科研工作和完成的论文

发布时间: 2007-03-29

参考文献

• [1].基于集成成像的三维数据加密及信息隐藏[D]. 刘轶群.西安电子科技大学2016
• [2].基于混沌的图像加密与数字水印算法的安全性研究[D]. 陈磊.北京邮电大学2018
• [3].与JPEG2000相结合的信息隐藏技术研究[D]. 张良.天津大学2003
• [4].信息隐藏安全性研究[D]. 张新鹏.上海大学2004
• [5].数字水印技术的研究[D]. 朱晓冬.吉林大学2004
• [6].数字水印理论与算法研究[D]. 王庆梅.南京理工大学2004
• [7].数字水印技术研究[D]. 孙水发.浙江大学2005
• [8].抗几何攻击的鲁棒数字水印技术的研究[D]. 邓铭辉.哈尔滨工程大学2005
• [9].基于多小波及遗传算法的数字水印技术研究[D]. 杨建波.吉林大学2005
• [10].数字水印算法研究[D]. 张达治.吉林大学2006

相关论文

• [1].图像数字水印理论与技术研究[D]. 庞晓红.哈尔滨工程大学2006
• [2].多媒体数字水印技术研究[D]. 邹潇湘.中国科学院研究生院（计算技术研究所）2003
• [3].数字图像水印算法研究与透明性评价[D]. 章春娥.北京交通大学2006
• [4].图像的数字水印算法研究[D]. 宋琪.华中科技大学2006

标签：认证论文;  内容保护论文;  脆弱水印论文;  稳健水印论文;  扩频水印论文;  量化水印论文;  小波变换论文;  公钥论文;