图像脆弱性数字水印技术研究

论文摘要

脆弱性数字水印技术在多媒体内容的真实性和完整性认证方面有着传统数字签名技术所不具备的优点，在法庭取证、电子商务、医学图像等领域有着广阔的应用前景，是近年来的研究热点之一。本文对用于图像内容认证的脆弱性数字水印技术进行了研究。本文分析了脆弱性水印的技术特点，对已有的脆弱性数字水印算法进行综述，重点阐述并仿真实验了其中的Wong算法、Y-M算法、L-C算法、Kundur算法四种典型算法，分析了每种算法的性能。针对基于分块独立的脆弱水印算法难以抵抗VQ攻击、拼贴攻击等伪认证攻击的安全性问题，提出了一种利用查找表和哈希函数的小波域脆弱水印算法。该算法利用小波变换的空频特性和局部化特性，在LL子带用查找表的方法嵌入一个标识水印，用于检测和定位篡改；选取HL子带或LH子带的哈希值作为水印嵌入到HH子带中，用于抵抗各种伪认证攻击。最后，文中从对篡改的可检测性、算法安全性、可靠性、水印不可感知性等多个角度对本文算法和典型算法的脆弱性进行了实验比较研究。理论分析和实验结果都表明本文算法既能抵抗伪认证攻击，又保持了良好的局部篡改检测性能，是一种安全、有效、可靠的脆弱水印算法。本文还对数字水印的应用现状进行了综述，特别针对重要金融文档的内容认证保护实例进行了方案设计，将金融文档转换为图像，利用哈希函数和最低有效位数字水印算法，实现了金融文档的内容篡改认证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 数字水印技术概述
• 1.2.1 数字水印基本原理和框架
• 1.2.2 数字水印基本特征
• 1.2.3 数字水印算法分类
• 1.2.4 数字水印技术国内外研究现状
• 1.3 脆弱性数字水印技术简介
• 1.3.1 脆弱性数字水印图像认证系统框图
• 1.3.2 脆弱性数字水印图像认证系统设计要求
• 1.3.3 对数字水印图像认证系统可能实施的攻击手段
• 1.4 论文研究内容及结构
• 第二章 脆弱性数字水印的典型算法
• 2.1 脆弱性数字水印算法概述
• 2.1.1 用于精确认证的脆弱水印算法
• 2.1.2 用于选择认证的半脆弱水印算法
• 2.2 Wong脆弱水印算法
• 2.2.1 水印嵌入过程
• 2.2.2 水印检测认证
• 2.2.3 仿真实验结果
• 2.3 Y-M脆弱水印算法
• 2.3.1 水印嵌入过程
• 2.3.2 水印检测认证
• 2.3.3 仿真实验结果
• 2.4 L-C半脆弱水印算法
• 2.4.1 水印嵌入过程
• 2.4.2 水印检测认证
• 2.4.3 仿真实验结果
• 2.5 Kundur半脆弱水印算法
• 2.5.1 水印嵌入过程
• 2.5.2 水印检测认证
• 2.5.3 仿真实验结果
• 2.6 本章小结
• 第三章 基于哈希函数的小波域脆弱水印算法
• 3.1 基础知识
• 3.1.1 小波变换
• 3.1.2 哈希函数
• 3.2 典型脆弱水印算法安全性分析
• 3.3 基于哈希函数的小波域脆弱水印算法
• 3.3.1 水印的生成和嵌入
• 3.3.2 水印的提取和图像认证
• 3.4 实验结果和安全性分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 数字水印脆弱性比较研究
• 4.1 篡改检测性能实验
• 4.2 其他性能实验
• 4.2.1 视觉效果实验
• 4.2.2 可靠性实验
• 4.2.3 拼贴攻击实验
• 4.3 算法性能比较与分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 数字水印技术的应用
• 5.1 数字水印主要应用领域
• 5.1.1 数字版权保护
• 5.1.2 广播监视
• 5.1.3 内容认证
• 5.1.4 使用控制
• 5.1.5 隐蔽通信
• 5.2 数字水印研究机构与典型产品
• 5.3 重要金融文档图像的内容认证系统
• 5.3.1 背景与需求
• 5.3.2 设计方案
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢