图像数字水印技术研究和实现

论文摘要

随着因特网的日益普及和多媒体技术的发展，图像等数字媒体已经成为信息交流的一种主要方式。因特网上信息的获取达到了前所未有的深度和广度，但对多媒体作品的侵权也随之更加容易，非法复制、篡改也更加方便，极大的损害了作者及版权所有者的利益。作为信息隐藏在计算机多媒体领域的一个重要应用，数字水印技术使得人们能够在多媒体信息（如图像、声音、视频）中嵌入不可见的信息（水印）。数字水印技术为多媒体版权保护提供了一个崭新的方法，近年来在国际上引起了人们极大的兴趣和注意，得到广泛的研究和应用。数字水印技术是目前信息安全技术领域研究的一个新方向，是一种可以开放的网络环境下保护版权和认证来源及完整性的新技术。创作者的创作信息和个人标志通过数字水印系统以人所不可感知的水印形式嵌入在数字产品中，人们无法从表面上感知水印，只有专用的软件才可以检测出隐藏的数字水印。本文比较系统地研究了数字水印技术在静止图像中的应用问题。首先介绍了数字水印技术原理、特点，以及目前的应用状况等等，然后对数字水印算法模型、分类以及典型算法进行了简要的分析。对数字水印的不可感知性和鲁棒性进行了展开叙述。在此基础上，本文围绕着算法的鲁棒性和透明性不好，水印信息嵌入量较少等这些问题在DCT变换域展开研究，提出了基于DCT系数特性的水印算法，并通过一些常见的图像处理攻击实验验证了这种算法生成水印的性能。利用分块DCT系数的奇偶特性，并通过PN序列加密来保证水印的安全性。基于DCT系数特性的水印，利用分块DCT系数的周期特性，结合Zig-Zag编码置乱技术，提出一种在宿主图像的中频交流系数上嵌入二值水印图像的方案。同时本论文针对LSB水印系统的算法保密性差的特点，研究了为隐藏信息加密的DES算法。通过对多种空域水印算法优缺点的分析，提出了基于DES算法的空域数字图像水印加入方法。引入的加密方法确保了隐藏信息的安全性，并利用VC＋＋6.0对该方法进行了设计实现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 数字水印的背景和意义
• 1.3 图像数字水印研究的现状
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 图像数字水印的特点和研究内容
• 2.1 数字水印的不同分类
• 2.2 数字水印的基本思路和模型
• 2.3 图像数字水印的特点
• 2.4 数字水印的不可感知性研究
• 2.4.1 不可感知性和鲁棒性的相互制约
• 2.4.2 人类视感觉和水印能量分布
• 2.4.3 人类视感觉的特点
• 2.5 数字水印的鲁棒性研究
• 2.5.1 图像数字水印系统可能面临的图像失真
• 2.5.2 常见的鲁棒水印策略
• 2.6 图像数字水印的常见算法
• 2.6.1 空域算法
• 2.6.2 文本水印算法
• 2.6.3 频域算法
• 2.6.4 压缩域算法
• 2.6.5 NEC算法
• 2.6.6 变化域算法
• 2.6.7 生理模型算法
• 2.7 小结
• 第三章 数字水印攻击分析和评价标准
• 3.1 常见的水印攻击
• 3.2 典型的主动攻击水印方法
• 3.3 数字水印的评价标准
• 3.4 小结
• 第四章 基于 DCT系数的数字水印研究
• 4.1 相关理论
• 4.2 DCT域的水印技术
• 4.2.1 DCT理论基础
• 4.2.2 DCI域的水印嵌入方法
• 4.3 水印算法
• 4.3.1 水印扩频
• 4.3.2 水印的嵌入算法
• 4.4 水印算法攻击检测
• 4.5 小结
• 第五章 基于 DES算法的数字水印研究
• 5.1 DES算法
• 5.1.1 DES算法概述
• 5.1.2 DES算法分析
• 5.1.3 DES算法小结
• 5.2 空域 LSB的信息隐藏
• 5.3 DES算法下的 LSB信息隐藏技术
• 5.3.1 水印结构分析
• 5.3.2 水印嵌入
• 5.3.3 实验结果
• 5.4 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 数字水印技术的展望
• 参考文献
• 致谢