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基于离散小波变换的图像水印算法研究

作　者: 王尧
导　师: 张振川
学　校: 东北大学
专　业: 计算机技术
关键词: 信息隐藏技术 图像水印 水印攻击 图像置乱 小波变换 军事通信
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 19次
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内容摘要


随着计算机、信息加密等技术的飞速发展,信息隐藏技术作为信息安全研究的热点之一,得到学术界和产业界越来越多的重视。信息化作战的发展对军事通信提出了更高的要求和巨大的挑战,而信息隐藏技术应用于军事隐蔽通信中将会很大程度上提高信息传输的安全性。本论文研究了基于图像的信息隐藏技术,取得了以下主要成果：本文主要研究了图像数字水印嵌入和提取技术,通过对数字水印基本知识与小波变换技术的分析与研究,提出了一种基于离散小波变换的中低频图像水印算法,这种算法充分利用小波变换的特点,把原始图像及水印图像塔式分解,该方法也利用了人眼视觉特性,算法简单而有效。实验证明,该算法较好地解决了水印不可见性与鲁棒性之间的矛盾,对常见的水印攻击都有较强的鲁棒性。利用matlab平台进行了仿真实验,对含水印图像作了加入噪声、JPEG压缩、图像剪切等攻击试验。实验结果表明,本文所提出的基于离散小波变换的图像水印算法具有较好的不可见性,对常见的信号处理操作具有较好的鲁棒性,特别在抗JPEG压缩和抗滤波攻击方面,更显示出该算法的优势。通过对数字图像小波分解与重构以及小波域图像水印的特点的分析,提出了一种基于混合变换域的图像水印算法。通过小波变换得到载体图像的高频和低频系数,将低频系数作为一个子图像；再将二值水印图像置乱,在子图像的离散余弦变换得到的系数中嵌入水印。经过实验,表明该算法水印隐藏性和鲁棒性较好,特别是在抵抗放缩和剪切攻击时有很好的表现。通过对含有水印的图像进行各种攻击实验,结果表明,使用该算法后嵌入的水印不易被察觉,检测出的水印效果好,对JPEG有损压缩、裁剪、噪声干扰和低通滤波等有较强的鲁棒性。对信息隐藏技术在军事通信中的应用做了探讨,提出一种基于图像信息隐藏技术隐蔽通信系统的构想。本文算法属于嵌入一提取算法,算法中使用了按照一定规则产生的既定密钥,从而满足了军事保密通信的基本条件。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-14
  1.1 本文研究的目的和意义  10-11
  1.2 信息隐藏技术的研究现状  11
  1.3 论文的研究内容和结构  11-14
第2章 信息隐藏技术及数字水印  14-28
  2.1 信息隐藏系统模型  14-15
  2.2 信息隐藏技术的分类和特点  15-17
  2.3 信息隐藏的应用范围  17-18
  2.4 数字水印技术及其发展历史  18-20
  2.5 数字水印技术的特点与分类  20-21
    2.5.1 数字水印的特点  20-21
    2.5.2 数字水印的分类  21
  2.6 数字水印的嵌入与提取技术  21-23
    2.6.1 空间域数字水印  22-23
    2.6.2 变换域数字水印  23
  2.7 数字水印的攻击方法介绍  23-24
  2.8 数字水印的研究现状与应用前景  24-26
  2.9 本章小结  26-28
第3章 基于离散小波变换的图像水印算法研究  28-56
  3.1 小波变换理论  28-31
    3.1.1 小波简介  28
    3.1.2 小波的定义和特点  28-31
  3.2 小波域图像水印技术  31-33
    3.2.1 数字图像的小波分解与重构  31-32
    3.2.2 小波域图像水印的特点  32-33
  3.3 一种基于离散小波变换的中低频图像水印算法  33-49
    3.3.1 水印的嵌入  33-40
    3.3.2 水印的提取与检测  40-42
    3.3.3 仿真实验与结果分析  42-49
  3.4 一种基于混合变换域的图像水印算法  49-54
    3.4.1 水印的嵌入  49-51
    3.4.2 水印的提取与检测  51-52
    3.4.3 仿真实验与结果分析  52-54
  3.5 本章小结  54-56
第4章 图像水印技术在军事通信中应用  56-64
  4.1 基于图像信息隐藏技术隐蔽通信系统的构想  56
  4.2 系统的体系结构及说明  56-58
    4.2.1 发送/接收方子系统结构示意图  57-58
    4.2.2 子系统模块介绍  58
  4.3 系统的主要功能介绍  58-59
  4.4 系统实用举例  59-61
    4.4.1 通信方案  59-60
    4.4.2 实用举例  60-61
  4.5 系统的特点及其存在的问题  61-62
    4.5.1 系统的特点  61-62
    4.5.2 系统存在的问题  62
  4.6 本章小结  62-64
第5章 总结与展望  64-66
  5.1 本文主要工作总结  64
  5.2 本文研究存在的主要问题  64-65
  5.3 未来展望  65-66
参考文献  66-68
致谢  68

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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 > 加密与解密
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