變換域加密圖像數(shù)字水印算法研究.pdf

1、隨著計算機和網絡技術的迅速發(fā)展，數(shù)字多媒體信息資源在人們工作和生活中的應用日益廣泛。計算機強大的信息處理能力為多媒體信息的存取提供極大便利的同時，信息的版權保護等一系列相關問題也成為信息安全領域的一個熱門話題。數(shù)字水印作為一種新的數(shù)字產品版權保護的技術手段，是目前國際上信息隱藏領域的一個重要分支。 數(shù)字水印的基本思路就是版權所有者將自身版權信息嵌入到產品中，嵌入信息以文字性的說明，特殊標示或圖像的形式出現(xiàn)。當發(fā)現(xiàn)產品在傳播過程中

2、被侵權時，依靠提取嵌入信息，證明自己擁有版權，從而起到保護數(shù)字作品版權或完整性的作用。數(shù)字水印技術是一門新興的多學科交叉的應用技術，它涉及不同學科領域的理論和技術，如信號處理、圖像處理、信息論、編碼理淪、密碼學、檢測理論、數(shù)字通信和網絡技術等。水印技術的發(fā)展在一定程度上也帶動了這些相關領域的進一步發(fā)展。因此，無論從理論角度還是應用角度來看，開展對數(shù)字水印技術的研究，不但具有重要的學術意義，還具有極為重要的實用價值。到目前為止，數(shù)字水印已

3、經涉及圖像水印、視頻水印、音頻水印、文本水印和三維網格數(shù)據(jù)水印等多個方面，其中大部分的水印研究和論文都集中在圖像研究上。 本文主要對圖像數(shù)字水印算法進行了研究，主要利用離散小波變換實現(xiàn)數(shù)字水印的嵌入和提取，這是因為小波變換可以將信號或圖像進行多分辨率分解，具有放大、縮小和平移的數(shù)學顯微鏡功能，利用小波分解的特性可以將水印信息嵌入到載體圖像的不同區(qū)域，更好地抵抗各種信號處理操作。 本文主要研究工作： 首先，對數(shù)字水

4、印技術的研究背景、發(fā)展現(xiàn)狀及應用領域作了綜合性介紹，并對數(shù)字水印的基本概念特征、分類、特性、水印攻擊方法以及系統(tǒng)評測等方面進行了介紹。 本文分別對水印圖像和載體圖像的處理方法進行介紹和分析。水印圖像處理方面主要介紹了混沌、置亂等水印加密的方法，結合各種加密技術提出一種混沌擴散加密方法，從而保證水印信息的安全性。在載體圖像處理方面主要對典型的LSB、DCT、DWT算法以及人類視覺系統(tǒng)和奇異值分解進行了介紹和分析。通過實驗對水印圖像

5、的各種加密算法進行定量分析，并利用MATLAB工具對三種水印嵌入算法進行實驗，對三種算法的抗攻擊能力、受到攻擊后提取到的水印圖像質量進行數(shù)據(jù)比對。 其次，對載體圖像的復雜性進行分析，在圖像特征分析和奇異值分解技術的基礎上提出兩種圖像復雜度度量方法，實現(xiàn)對載體圖像復雜度的定量分析。在水印嵌入前選擇圖像復雜度高的圖像塊作為水印嵌入塊，從而較好的解決水印系統(tǒng)的不可見性和魯棒性的平衡問題。 第三，結合人類視覺系統(tǒng)和奇異值分解技術

6、提出兩種數(shù)字水印算法。第一種算法是在復雜度高的圖像塊上利用人類視覺模型的特點計算水印嵌入強度，將加密后水印數(shù)據(jù)按照不同的嵌入強度嵌入到載體圖像中。第二種算法結合小波域多分辨率分析以及奇異值分解技術，提出了一種在小波域子帶中修改小波系數(shù)和奇異值系數(shù)的數(shù)字水印算法。算法先對載體圖像進行小波分解，挑選各子圖中圖像復雜度高的塊作為水印嵌入塊，通過修改水印嵌入塊奇異值系數(shù)實現(xiàn)水印的嵌入。利用MATLAB工具對兩種算法進行編程實驗，實驗表明，兩種算