基于分形图像编码数字水印的研究

论文摘要

随着计算机网络技术与多媒体技术的快速发展,数字产品的版权保护已经成为信息技术领域中最重要的问题之一。作为信息隐藏技术在计算机领域的一项重要应用,数字水印为保护多媒体信息的版权及信息的合法使用提供了一种新的解决思路。一个完整的数字水印系统的设计必须包括水印的生成、嵌入和提取三个部分。水印的生成部分是本文研究的核心之一,其主要思想是针对Julia集的生成原理,将复动力系统产生的一定量复杂点集绘制在图像之中,使得该图像中所有非零点具有的特性都是与采用的迭代公式中的参数一致,将这个参数与所要编码的版权信息的某一个字符对应。由于版权信息不止一个字符,则采用多个具有不同参数的类似这种图像进行叠加,并运用先入为主的思想处理面临的打点冲突问题,最终形成具有完整版权信息的分形图像编码水印。水印的嵌入部分是本文的又一个重点。由于离散余弦变换的实变换特性、良好的能量压缩能力和解相关能力、可以通过快速算法计算等优点使得它在数字水印嵌入算法的研究中具有很强的吸引力,据此本文提出了一种运用比较的方式在DCT域隐藏水印的嵌入算法,即对原始图像矩阵进行分块后,作DCT变换,然后按照密钥产生的随机块序列,逐块采用比较法将水印信息嵌入到原始图像之中。水印的提取算法与嵌入算法类似,只是需要将比较的结果转换成’0’、’1’信息进行保存,得到水印图像,再从该图像中还原版权信息。实验表明,该算法生成的含水印图像具有一定的高保真度,在提取水印时具有较低的错警率,对其采用各种水印的攻击方法后,显示了该水印具有较强的鲁棒性。此项研究利用分形原理提供了一种保密性强的编码方式,同时为其在数字水印领域的应用提出了一个新的模式。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 分形研究的发展状况
• 1.2 数字水印研究的发展状况
• 1.3 本文的研究内容
• 1.4 本文的组织结构
• 第2章 分形
• 2.1 分形概述
• 2.2.1 分形产生的背景
• 2.2.2 分形的概念
• 2.2 分形图形的构造方法
• 2.2.1 迭代函数系统
• 2.2.2 Julia集和Mandelbrot集
• 2.3 基于JULIA 集的分形图像编码原理
• 第3章 数字水印技术
• 3.1 数字水印概述
• 3.1.1 数字水印的基本框架
• 3.1.2 数字水印的分类
• 3.1.3 数字水印的主要应用领域
• 3.2 数字水印生成技术
• 3.3 随机序列在信息隐藏中的应用
• 3.4 数字水印嵌入技术
• 3.4.1 时/空域算法
• 3.4.2 变换域算法
• 3.4.2.1 离散余弦变换的定义和说明
• 3.4.2.2 基于比较的嵌入方式
• 3.4.3 压缩域算法
• 3.5 数字水印性能分析
• 3.5.1 数字水印的基本要求
• 3.5.2 数字水印的性能评估
• 第4章 基于 DCT 域的分形图像编码数字水印算法
• 4.1 总体构思
• 4.2 水印的生成
• 4.3 水印的嵌入
• 4.4 水印的提取
• 4.5 实验结果与分析
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录