自适应小波变换的图像扩频数字水印DSP实现

论文摘要

随着计算机技术和网络技术的飞速发展,数字作品的信息安全和版权保护成为迫切需要解决的实际问题。作为对数字作品提供有效保护的重要手段,数字水印技术成为学术界的研究热点之一。而第一个通用DSP芯片出现于上个世纪的80年代,它具有一个硬件乘法器而不同于通用的微处理器,随着超大规模集成电路技术的突破性进展,如今DSP作为一种专用的数字信号处理器而被广泛的应用在多媒体、通信的各个领域。DSP具有体积小、功耗低、运算速度快和价格便宜等许多优点。本文的研究目标是将数字水印算法应用在以DSP为核心器件的硬件平台上。数字水印算法的DSP实现是水印技术走向应用的一个方向,也将促进数字水印技术进一步的发展。本文首先对数字水印技术的基本概念和理论进行梳理和总结;接着,介绍基本小波分析理论和扩频理论基础上,给出一种自适应小波变换的图像扩频数字水印算法。其次,针对数字水印算法的DSP实现,研究了相关的DSP芯片结构特点以及水印实现的软硬件开发环境。并描述了DSP系统的软件开发工具。再次,论文总结前面讨论的理论算法和系统结构,实现了一个基于DSP平台的图像水印处理系统。在DSP的系统开发工具CCS中完成了DSP的程序编写,并对程序进行C语言级、汇编级优化。最后,对用DSP实现的数字水印系统进行了测试。实验结果表明在DSP平台上初步实现的水印系统的可行性,数字水印系统能够实现水印的嵌入和检测。另外,列举了调试过程中遇到的一些问题,分析了问题出现的原因,提出了基本的解决方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 当前国内外研究应用情况
• 1.3 本论文的章节安排
• 1.4 本章小结
• 第二章 数字图像水印技术
• 2.1 数字水印的概念及其分类
• 2.1.1 数字水印的概念
• 2.1.2 数字水印的分类
• 2.2 数字图像水印系统基本要求
• 2.3 数字图像水印系统基本模型
• 2.4 小波变换基本理论
• 2.4.1 连续小波变换（CWT）
• 2.4.2 离散小波变换（DWT）
• 2.4.3 图像的二维离散小波变换
• 2.4.4 小波变换在图像数字水印中的应用
• 2.5 扩频技术
• 2.5.1 扩频的定义
• 2.5.2 扩频通信的基本原理
• 2.5.3 扩频技术的分类
• 2.5.4 直接序列扩频信号的理论
• 2.5.5 扩频技术在数字水印中的应用
• 2.6 自适应小波变换扩频数字水印算法
• 2.6.1 扩频水印的生成
• 2.6.2 自适应小波变换
• 2.6.3 水印的嵌入算法
• 2.6.4 水印检测算法
• 2.7 本章小结
• 第三章 DSP概述
• 3.1 概论
• 3.2 TMS320C5416的硬件资源
• 3.2.1 TMS320C5416结构
• 3.2.2 TMS320C5416片内存储器
• 3.2.3 TMS320C5416片内外部设备
• 3.3 DSP芯片的软件编程
• 3.3.1 DSP芯片的开发工具
• 3.3.2 TI的DSP集成开发环境CCS
• 3.4 本章小结
• 第四章 水印算法DSP实现
• 4.1 软件设计
• 4.1.1 存储器资源分配
• 4.1.2 DSP系统的初始化
• 4.1.3 数字水印算法的软件结构
• 4.2 程序加载
• 4.3 DSP芯片的软件开发方式
• 4.3.1 软件编程方式选择
• 4.3.2 TMS320C54X的C和汇编语言混合编程的研究
• 4.4 水印算法优化
• 4.4.1 水印算法优化的步骤
• 4.4.2 水印算法的C语言级优化
• 4.4.3 水印算法的汇编语言级优化
• 4.4.4 其他优化方法
• 4.4.5 水印算法汇编代码的直接编写
• 4.5 本章小结
• 第五章 调试与实验
• 5.1 系统调试
• 5.1.1 调试过程
• 5.1.2 调试过程遇到的问题及解决方案
• 5.1.3 Flash的烧写
• 5.2 实验
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文