基于小波混沌的模糊数字水印算法研究

论文摘要

随着数字化时代的到来以及通信技术和计算机网络技术的发展,数字产品如图像、视频、音频作品也越来越多,给我们的日常生活带来了极大的方便。信息篡改、作品侵权、非法盗版等问题也伴之而来,而且日趋严重。因此,有关于数字产品的知识产权保护问题成为一个迫切需要解决的问题。数字水印技术是解决这些问题的有效的技术手段。数字水印技术作为信息隐藏技术的一个重要分支,在图像及多媒体的版权保护方面有着重要的价值,它通过在数字产品中嵌入各种版权信息——水印信息来验证产品的所有权,并作为鉴定、起诉非法侵权的证据,该技术已经成为国际学术界研究的一个热门方向。首先,本文分析了数字水印的研究背景、现状、意义、基本框架、特征、分类、典型算法以及性能评估等等问题。作为实现数字水印算法的理论基础部分,本文分析了混沌的发展、定义、识别方法、性能参数以及应用领域等问题,作为水印图像的混沌加密算法的理论基础部分。其次,通过对混沌理论的分析,提出了一种基于双重混沌的数字图像加密算法,算法采用Logistic混沌映射和Lorenz混沌系统对图像进行加密。算法首先利用Logistic映射对图像的像素进行置乱,进而改变图像像素点的位置,再运用Lorenz混沌系统对Logistic加密后的图像进行二次加密来改变图像的像素值以达到双重加密的效果。最后,提出了一种小波域的模糊混沌自适应数字水印算法。该算法首先利用上面的数字图像加密算法对水印图像进行加密,利用HVS设计小波域人类感知模型作为模糊控制器输入,将混沌加密后的水印图像按照模糊控制得到的嵌入强度嵌入到离散小波变换后的宿主图像,该算法具有良好的隐蔽性、鲁棒性和安全性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 数字水印技术研究的目的及意义
• 1.2 数字水印技术国内外研究现状及发展方向
• 1.3 混沌理论的现状及发展
• 1.4 本论文的研究工作及内容安排
• 第2章 数字水印技术理论基础
• 2.1 数字水印的原理及系统模型
• 2.2 数字水印的特征
• 2.3 数字水印的分类
• 2.4 数字水印的攻击分析
• 2.5 数字水印的评估
• 2.6 本章小结
• 第3章 混沌加密理论基础
• 3.1 混沌的定义
• 3.2 混沌的识别方法
• 3.2.1 Lyapunov 指数法
• 3.2.2 Poincare 截面法
• 3.2.3 励率谱法
• 3.3 衡量混沌加密算法性能的参数
• 3.3.1 不动点比
• 3.3.2 灰度平均变化值
• 3.3.3 图像的r-m 自相关度
• 3.4 本章小结
• 第4章 水印图像的双重混沌加密算法设计
• 4.1 Logistic 映射
• 4.1.1 Logistic 映射的定义
• 4.1.2 Logistic 映射的类随机性
• 4.1.3 Logistic 映射的敏感性
• 4.1.4 Logistic 模型的李雅普诺夫指数
• 4.2 Lorenz 混沌系统
• 4.3 加密算法步骤
• 4.4 解密算法步骤
• 4.5 实验结果及性能分析
• 4.5.1 加密算法仿真
• 4.5.2 密钥敏感性分析
• 4.5.3 加密算法的统计特性分析
• 4.5.4 加密算法的抗破损性能分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 基于小波域、模糊和混沌加密数字水印算法设计
• 5.1 数字水印的典型算法
• 5.1.1 空间域数字水印算法
• 5.1.2 变换域数字水印算法
• 5.2 小波变换原理
• 5.2.1 连续小波变换
• 5.2.2 离散小波变换
• 5.3 模糊控制理论基础
• 5.3.1 模糊逻辑系统
• 5.3.2 模糊控制系统的组成
• 5.3.3 模糊控制系统的设计步骤
• 5.4 小波域感知模型设计
• 5.4.1 人类视觉系统
• 5.4.2 人类视觉系统的特性
• 5.4.3 小波域感知模型设计
• 5.5 基于小波域的模糊混沌的水印算法设计
• 5.5.1 算法原理概述
• 5.5.2 水印的加密、嵌入和提取算法
• 5.5.3 实验结果及性能分析
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介