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基于JPEG压缩的数字水印技术的研究

作　者: 赵金凤
导　师: 李陶深；兰红星
学　校: 广西大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 数字水印 纠错编码 置乱变换 JPEG压缩 视觉模型
分类号: TP309
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


数字水印技术作为版权保护的一种重要技术，已经引起了工业界和学术界的广泛关注，并取得了一定的研究成果。为了节约网络带宽和存储资源，图像进行压缩成为必然。然而图像压缩会对水印技术带来极大的影响和挑战。压缩域水印技术主要针对如何提高水印抵御压缩的性能进行研究，对水印技术的发展有着重要的意义。目前压缩域水印技术的研究还处于初级阶段，还存在很多问题。如关于压缩域算法的研究还不多，与其它相关领域的先进技术的结合还不充分，对人类视觉系统和图像自身特性的考虑还不够。由于这些问题的存在，课题的研究就有着十分重要的意义。 本文对数字水印技术和JPEG压缩技术进行了认真研究，主要完成了以下工作： (1)提出了压缩域水印技术所要解决的一些问题，并在提出的算法中给出部分问题的一些有效的解决方法。 (2)研究了水印信息的预处理技术。对目前比较常见的置乱变换和纠错编码技术进行分析之后，提出了先对水印图像进行置乱变换，再对变换后数据进行纠错编码的双重预处理技术。该技术既提高水印信息的隐蔽性，又增强了水印的自纠错能力，对整个水印算法的鲁棒性有很大的改进。 (3)研究了JPEG压缩标准和数字水印模型，提出一种基于JPEG压缩的二值图像水印算法。该算法将压缩和水印技术有机结合，并且充分考虑到图像自身的特性和人类视觉模型，在量化编码的过程中根据视觉特性自适应的嵌入水印信息。通过实验对比分析表明，该算法对JPEG压缩有较强的鲁棒性。 (4)考虑到水印信息的多样性，针对不同类型的水印信息特性，对算法进行了不同侧重点的改进，使算法得到了进一步的推广应用。目前作为水印信息的主要有随机序列、二值图像、一般灰度图像等。基本模型是针对二值图像提出的，本文分别针对随机序列和一

全文目录


摘要  2-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-8
第一章 绪论  8-15
  1.1 压缩域水印产生的背景  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-11
    1.2.1 对压缩域水印的性能分析  9
    1.2.2 压缩域水印算法的研究  9-11
  1.3 课题研究的意义  11-12
    1.3.1 压缩域水印存在的问题  11-12
    1.3.2 压缩域水印技术研究的意义  12
  1.4 本文的研究目标和研究内容  12-13
    1.4.1 研究目标  12-13
    1.4.2 本文所做的工作  13
  1.5 本文的组织结构  13-15
第二章 压缩域水印技术的概述  15-23
  2.1 数字水印技术概述  15-18
    2.1.1 数字水印技术的概念  15
    2.1.2 数字水印的基本模型  15-16
    2.1.3 数字水印的特征  16-17
    2.1.4 数字水印的应用  17
    2.1.5 水印系统的评价  17-18
  2.2 图像压缩技术概述  18-20
    2.2.1 图像压缩的必要性和常见技术  18
    2.2.2 图像压缩标准  18-19
    2.2.3 JPEG压缩的基本模型  19-20
  2.3 JPEG压缩模型和水印模型的比较分析  20-21
  2.4 压缩域水印的基本模型  21-22
  2.5 压缩域水印技术研究的几个重要问题  22-23
第三章 一种基于JPEG的水印算法  23-38
  3.1 数字水印的预处理技术  23-27
    3.1.1 置乱变换技术  23-26
    3.1.2 纠错编码技术  26-27
  3.2 水印频域以及系数的确定  27-28
    3.2.1 频域变换的选择  27
    3.2.2 频域系数的确定  27-28
  3.3 自适应水印技术  28-31
    3.3.1 人类视觉特征  28-29
    3.3.2 自适应水印模型  29-30
    3.3.3 块分类模型  30-31
  3.4 嵌入方法的一些相关技术  31-32
    3.4.1 嵌入时机的确定  31
    3.4.2 嵌入方法的选择  31-32
  3.5 算法的详细设计  32-34
    3.5.1 算法的基本模型  32-33
    3.5.2 算法的具体步骤  33-34
  3.6 算法的实验结果  34-38
    3.6.1 常规情况下的实验结果  34-35
    3.6.2 受攻击情况下的实验结果  35-36
    3.6.3 与相应的算法进行性能比较  36-38
第四章 对JPEG压缩模型的改进  38-50
  4.1 针对随机序列水印信号的JPEG压缩水印技术  38-45
    4.1.1 混沌系统的基本概念和性质  38-39
    4.1.2 针对随机序列的水印基本模型的改进  39-41
    4.1.3 具体的水印算法  41-42
    4.1.4 实验结果及性能分析  42-45
  4.2 针对一般图像水印的JPEG压缩水印技术  45-50
    4.2.1 位平面分解技术  45-46
    4.2.2 改进后的水印算法模型  46-47
    4.2.3 算法的具体步骤  47-48
    4.2.4 实验结果和性能分析  48-50
第五章 总结和展望  50-52
  5.1 总结  50-51
  5.2 进一步的研究工作  51
  5.3 结束语  51-52
参考文献  52-55
致谢  55-56
攻读硕士学位期间发表的学术论文  56

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 安全保密
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