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图像数字水印算法研究及应用

作　者: 罗志娟
导　师: 邹北骥
学　校: 中南大学
专　业: 计算机技术
关键词: 数字水印整数小波变换版权保护鲁棒性图像
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 26次
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内容摘要

多媒体技术及网络技术的发展,给版权保护带来了巨大的冲击,引发了一系列的经济问题和社会问题。数字水印技术将水印信号嵌入到数字媒体中,通过检测水印信号来对数字产品使用情况进行跟踪,从而实现对数字产品所有权、安全性、完整性、可靠性的保护。数字水印为版权保护提供了一种有效手段,成为了研究的热点。本文对数字水印技术进行了全面研究。论文介绍了数字水印的研究现状及应用背景,归纳了数字水印系统的基本框架和当前的典型算法,讨论了水印系统的攻击技术及性能指标。论文还介绍了小波变换的基本理论,特别是整数小波变换,在此基础上分析了整数小波变换在数字水印技术应用中的优势。论文提出了一种基于整数小波变换的灰度图像数字水印算法,将灰度图像分块后进行整数小波分解,同时将二值水印图像置乱,将置乱后的水印图像嵌入到灰度图像的低频系数中,实现水印的嵌入。从水印嵌入与提取算法、变换域、水印嵌入位置、嵌入强度因子、分块大小五个方面对算法进行了深入细致的研究。运用MATLAB实现了本文提出的算法。实验结果表明,本算法对剪裁、压缩、旋转、缩放等常见攻击有较好的抵抗能力,算法兼顾了数字水印的鲁棒性和透明性。将算法应用到不同内容、不同格式、不同大小的图像中,验证了本算法适用于常见图像。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-17
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 数字水印的研究现状  10-12
    1.2.1 国外研究现状  10
    1.2.2 国内研究现状  10-11
    1.2.3 产业界  11-12
  1.3 数字水印的应用前景  12-15
    1.3.1 多媒体数字作品的产权保护  13-14
    1.3.2 商务交易中的票据防伪  14
    1.3.3 声像数据的隐藏标识和篡改提示  14-15
    1.3.4 隐蔽通信  15
  1.4 课题研究的意义  15-16
  1.5 论文结构安排  16-17
第二章图像数字水印技术基本理论  17-31
  2.1 数字水印技术的概念  17
  2.2 数字水印技术的基本原理  17-21
    2.2.1 数字水印的基本框架  17-19
    2.2.2 水印的嵌入  19-20
    2.2.3 水印的提取和检测  20-21
  2.3 数字水印的分类  21-23
  2.4 数字水印的典型算法  23-27
    2.4.1 空间域算法  23-24
    2.4.2 变换域算法  24-25
    2.4.3 NEC算法  25-26
    2.4.4 压缩域算法  26
    2.4.5 生理模型算法  26
    2.4.6 基于图像特征的第二代数字水印算法  26-27
  2.5 数字水印攻击及性能指标  27-30
    2.5.1 数字水印攻击  27-29
    2.5.2 数字水印性能指标  29-30
  2.6 本章小结  30-31
第三章小波变换理论  31-41
  3.1 小波变换的基本概念  32-34
    3.1.1 小波变换的定义  32-33
    3.1.2 常用小波函数  33-34
  3.2 连续小波变换与离散小波变换  34-36
    3.2.1 连续小波变换(CWT)  34-35
    3.2.2 离散小波变换(DWT)  35-36
  3.3 多分辨率分析  36-38
  3.4 离散小波变换在图像处理中的局限性  38-40
  3.5 本章小结  40-41
第四章基于整数小波变换的数字水印算法  41-56
  4.1 整数小波变换(IWT)  41-45
    4.1.1 小波提升的基本原理  41-43
    4.1.2 整数小波提升格式  43-45
  4.2 水印置乱技术  45-47
    4.2.1 Arnold变换  45-46
    4.2.2 Hilbert变换  46-47
  4.3 整数小波数字水印算法的实现  47-55
    4.3.1 水印嵌入算法  48-49
    4.3.2 水印提取算法  49-50
    4.3.3 变换域的选择  50
    4.3.4 水印嵌入位置的选择  50-52
    4.3.5 嵌入强度因子的选择  52-54
    4.3.6 分块大小的选择  54-55
  4.4 本章小结  55-56
第五章本文提出的水印算法分析  56-73
  5.1 实验环境  56
  5.2 水印鲁棒性分析  56-63
    5.2.1 缩放  57-58
    5.2.2 旋转  58-60
    5.2.3 剪切  60-61
    5.2.4 加噪  61
    5.2.5 JPEG压缩  61-62
    5.2.6 综合攻击  62-63
  5.3 水印算法应用在不同图像中的分析  63-71
    5.3.1 不同格式  63-68
    5.3.2 不同大小  68-71
  5.4 结论  71
  5.5 本章小结  71-73
总结  73-74
参考文献  74-78
致谢  78-79
攻读硕士学位期间主要的研究成果  79

图像数字水印算法研究及应用

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