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人眼视觉特性模型及其半脆弱水印算法研究

作　者: 黄达
导　师: 车生兵
学　校: 中南林业科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 半脆弱水印人眼视觉特性模型量化中心极限定理恢复概率系数调整
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 27次
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内容摘要

数字水印技术是近年来国际信息安全界兴起的一个前沿研究课题,是一种十分贴近实际应用的信息隐藏技术。数字水印技术通过把水印信息嵌入到数字图像、音频、视频等多媒体数字信息中的方法,用以证明权益拥有者对其作品的所有权。同时,通过对水印信息的检测和分析保证数字信息的真实性,完整性及可靠性,从而成为保护多媒体信息版权和进行多媒体信息认证的有效手段。人眼视觉系统(Human Visual System,简称HVS)是一个非常复杂的系统。虽然至今我们仍不能完全了解其所有的特性,但是合理的利用某些人眼视觉特性已经可以有效的解决很多实际问题。为了求得最佳的视觉效果,许多数字水印算法也不可避免的要利用人眼视觉特性。如何合理有效的结合人眼视觉特性建立视觉特性模型是提高数字水印算法性能的重要环节。现存主要半脆弱水印算法均不同程度的利用人眼视觉特性来嵌入水印,但存在着透明性差、鲁棒性不够的问题。为了更好地提高半脆弱水印的透明性和鲁棒性,本文通过研究人眼视觉特性、分析目前主要的半脆弱水印算法,建立了小波变换域中人眼视觉特性模型,并在此模型基础上对待嵌入水印图像进行分类；提出了根据攻击特性嵌入水印的思想和根据实验得到的最佳水印恢复概率的概念；提出了用于参数调整的量化中心极限定理,使得在动态量化过程中嵌入的半脆弱水印能够达到最大的鲁棒性。此外,给出了逆小波变换后系数调整的方法,使得提取水印时对载体图像进行小波变换后得到的系数和当初嵌入调整时的系数保持一致,从而解决了逆小波变换后小数部分的舍入问题。实验表明,本文算法生成的载体图像透明性好,对JPEG压缩、噪声迭加和平滑滤波等常见图像处理操作,具有较强的鲁棒性,而且可嵌入的水印信息比特数达到了原始图像像素个数的1/4,并能准确定位恶意攻击的位置。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-16
  1.1 引言  9-12
  1.2 课题的研究背景  12-15
  1.3 本文的主要工作及章节安排  15-16
2 现有数字水印技术分析  16-29
  2.1 典型数字水印算法  16-22
  2.2 半脆弱数字水印技术  22-29
    2.2.1 半脆弱数字水印的特点  22
    2.2.2 已有半脆弱数字水印算法分析  22-29
3 人眼视觉特性模型  29-42
  3.1 人眼视觉系统概述  29-30
  3.2 人眼视觉特性  30-35
    3.2.1 频率特性  30-31
    3.2.2 亮度掩蔽特性  31-32
    3.2.3 对比度遮掩特性  32-33
    3.2.4 边缘特性及纹理掩蔽特性  33-34
    3.2.5 其他特性  34-35
  3.3 人眼视觉特性在数字水印技术中的应用现状  35-37
  3.4 视觉特性模型参数的建立  37-39
  3.5 基于视觉特性模型的图像分类  39-42
4 基于人眼视觉特性的半脆弱图像水印算法  42-54
  4.1 数字水印的嵌入  42-50
    4.1.1 水印信息的组成及预处理  42-45
    4.1.2 量化中心极限定理  45-48
    4.1.3 数字水印的嵌入  48-49
    4.1.4 系数调整算子  49-50
  4.2 数字水印的提取  50-51
  4.3 算法流程  51-52
    4.3.1 水印嵌入流程  51-52
    4.3.2 水印提取流程  52
  4.4 恶意攻击的准确定位  52-54
5 实验结果及结论  54-62
  5.1 载体图像的透明性  54-55
  5.2 算法的鲁棒性  55-58
  5.3 算法对恶意攻击的精确定位  58-59
  5.4 算法的漏检率和误检率  59-60
  5.5 实验结论  60-62
6 研究展望  62-64
参考文献  64-70
附录:攻读学位期间的主要学术成果  70-73
致谢  73

人眼视觉特性模型及其半脆弱水印算法研究

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