基于隐信息编码的数字图像信息的安全研究

论文摘要

随着计算机和Web网络的迅速发展,人们的日常生活与工作越来越趋向于数字化和网络化。大量私有数据在网络上的传播,网络交易的日益盛行,都使得传统的知识产权保护手段和数据安全技术面临着极大的挑战和某些难以克服的困难。为了更好的适应数字媒体本身特有的性质,满足数据安全保密和版权保护的要求,学者们正在积极的寻求新的技术和方法。本文研究的内容,正是在这样一种背景下产生并发展起来的。 数字水印(digital watermarking)是向多媒体资料(如图像、声音、视频信号等)中添加某些数学信息以达到版权保护的作用。它一般要求具有鲁棒性和不可见性。 本文首先对数字水印技术和信息传输技术作了较为详细地介绍,给出了数学水印系统的一般框架,阐明了水印生成、嵌入和检测的一般方法,介绍了水印领域的重要的研究成果,并讨论了水印系统的攻击行为。 本文的重点是作者在水印领域的研究和创新。在分析前人的工作和当前水印发展状况的基础上,本文完成了以下工作: (1) 提出了一种对水印图像进行奇异值分解(SVD),对原始图像进行分块Walsh变换的水印嵌入方法。该方法舍弃水印图像奇异值的次要部分,而把其重要部分循环重复嵌入:在提取时根据重复水印的统计信息对水印信号数据进行检错处理后,取可信部分按均值输出。仿真实验表明:该水印算法对大多数攻击,尤其是剪切攻击,具有较好的鲁棒性。 (2) 在已有的与独立分量分析技术结和的水印算法中,提出了一个基于快速独立分量分析的数字水印方案。实验结果表明:该算法在满足较高不可见性和鲁棒性的前提下,获得了很高的收敛速度。 (3) 结合小波零数编码思想,提出了一种与嵌入式小波编码相适应的水印算法,它将水印信息自适应地嵌入到小波变换域某些位平面中幅值大于给定阈值的重要系数中,实验结果表明本算法的具有良好的不可见性,同时对大多数攻击,特别是EZW等具有很好的鲁棒性。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 数字水印的分类及其特征
• 1.3 水印技术的应用领域
• 1.4 本文的主要贡献
• 第二章 数字水印的关键技术
• 2.1 水印系统数学模型
• 2.2 水印嵌入和检测的一般方法
• 2.3 数字水印的典型算法
• 2.4 水印的鲁棒性与攻击行为
• 2.4.1 水印攻击的分类
• 2.4.2 典型的主动水印攻击方法
• 2.4.3 JPEG2000图像压缩标准
• 2.4.4 水印测试
• 第三章 基于 Walsh变换的数字图像水印
• 3.1 奇异值分解和 Walsh变换
• 3.1.1 奇异值分解
• 3.1.2 Walsh变换
• 3.2 PEL
• 3.3 水印的嵌入和提取
• 3.3.1 水印的嵌入
• 3.3.2 水印的提取
• 3.4 仿真试验及结果分析
• 3.4.1 仿真试验结果
• 3.4.2 结论
• 第四章 基于快速独立分量分析的图像水印算法
• 4.1 独立分量分析（Independent Component　Analysis）
• 4.1.1 ICA问题描述
• 4.1.2 FastICA算法
• 4.2 水印的嵌入与提取
• 4.2.1 水印的嵌入
• 4.2.2 水印的抽取
• 4.3 仿真试验与结果分析
• 4.3.1 仿真试验结果
• 4.3.2 结论
• 第五章 一种基于小波变换的数字图像水印
• 5.1 离散小波变换
• 5.1.1 小波基的选择
• 5.1.2 嵌入零树小波编码
• 5.2 水印的嵌入与检测
• 5.2.1 水印的嵌入
• 5.2.2 水印的检测
• 5.3 仿真试验及结果分析
• 5.3.1 仿真试验结果
• 5.3.2 结论
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表和录用的论文
• 学位论文评阅及答辩情况表