基于混沌的数字水印技术研究

论文摘要

随着网络技术和多媒体技术的高速发展和广泛应用,越来越多的数字信息在网络上迅速方便地发布、传播。数字信号处理和网络传输技术可以对数字媒体(数字声音,文本,图像和视频)的原版进行无限制的任意编辑、修改、拷贝和散布,造成数字媒体的知识产权保护和信息安全问题日益突出。如何在互联网中对数字作品实施有效的版权保护和安全保护已经成为一个迫切需要解决的议题。数字水印技术就是解决这一问题的有效方法。数字水印是将具有特定意义的标记(即水印信息),利用数字嵌入的方法隐藏在数字产品中,用以证明创作者对其作品的所有权。同时还可以通过对水印的检测和分析来保证数字信息的完整可靠性。从而数字水印成为版权保护和数字多媒体防伪的有效手段。而混沌序列由于具有良好的伪随机性、轨道的不可预测性、对初值的敏感性等一系列特性,因此它非常适合于数字水印的应用。本文的水印载体对象是数字图像。选择Logistic映射作为混沌系统,产生一系列混沌序列,作用于水印的嵌入。本文提出了一种结合混沌系统的易碎水印算法用于图像的完整可靠性认证。该算法结合了两种不同的方法实现水印嵌入。算法具有较高的安全性,可有效检测篡改,并确定篡改位置。本文还提出了一种结合混沌的离散小波变换数字水印算法。通过对原始图像的多级小波分解,将水印的各位面信息按重要性顺序分别嵌入各层的对应小波系数之中,从而实现水印的嵌入。该算法简单易行,而且拥有一定的鲁棒性,能抵御一定的图像攻击,可用于图像的版权保护。本文提出的两种水印算法都进行了实验。实验结果表明算法实际可行,而且水印具有很好的不见性,水印的嵌入没有引起原始图像视觉上的改变。故具有较高的实用意义。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.2 数字水印技术的通用框架
• 1.3 数字水印的特性
• 1.4 数字水印的应用
• 1.5 图像的数字水印
• 1.5.1 图像数字水印的分类
• 1.5.2 影响图像水印性能的因素
• 1.5.3 图像数字水印系统的性能评价
• 1.5.4 图像数字水印的攻击
• 1.6 数字水印技术的国内外研究动态
• 1.7 典型的图像数字水印算法
• 1.7.1 空域水印算法
• 1.7.2 变换域水印算法
• 1.8 本文研究的主要内容
• 2 混沌的基本理论及其应用
• 2.1 混沌理论的起源与发展
• 2.2 混沌理论基础
• 2.2.1 混沌的定义
• 2.2.2 混沌运动的基本特征
• 2.3 混沌与数字水印
• 2.3.1 混沌序列在数字水印技术中的应用
• 2.3.2 混沌序列的生成方法
• 2.3.3 常用的混沌系统
• 2.4 本章小结
• 3 一种结合混沌序列的易碎水印算法
• 3.1 算法的基本原理与过程
• 3.2 算法的改进
• 3.2.1 对3.1 节算法的攻击
• 3.2.2 算法的改进思路
• 3.2.3 改进的算法
• 3.3 改进算法的具体实现
• 3.3.1 混沌序列和置乱矩阵的生成
• 3.3.2 哈希函数的生成
• 3.3.3 水印的嵌入
• 3.3.4 水印的提取与检测
• 3.4 本章小结
• 4 结合混沌的小波变换数字水印
• 4.1 小波分析概述
• 4.1.1 小波变换
• 4.1.2 多分辨率分析
• 4.1.3 离散小波的变换的Mallat 算法
• 4.1.4 二维小波变换
• 4.1.5 小结
• 4.2 结合混沌的小波变换数字水印算法
• 4.2.1 原始水印的处理
• 4.2.2 水印嵌入方案
• 4.2.3 抗攻击测试
• 4.3 本章小结
• 5 结论
• 5.1 本文的总结
• 5.2 未来的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录