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基于奇异值分解的数字水印算法研究

作　者: 赵敏
导　师: 王慧琴
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 数字水印技术几何攻击量化奇异值分解
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 84次
引　用: 1次
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内容摘要

数字水印技术作为解决版权保护、内容认证和网络安全等问题的有效手段,已成为人们关注的研究热点。当前水印技术面临的一大严峻问题是破坏水印与载体图像同步性的几何攻击,使得嵌入到图像中的水印很容易受到几何攻击而失去作用。本文以数字图像为研究对象,进行了抗几何攻击的数字水印算法的研究。论文结合人类视觉基本特性,重点讨论了奇异值分解(Singular Value Decomposition, SVD)在抗几何攻击方面的特征和应用,并在此基础上研究了两种基于SVD的数字水印算法:(1)基于分块奇异值自适应数字水印算法。针对传统SVD水印算法中调节因子单一性问题,研究了一种分块SVD的自适应数字水印算法。该算法在小波域对载体图像分块,根据图像块自身亮度与纹理特性,计算其均值、方差及信息熵等特征值,通过采用类划分思想自适应地确定各图像块最佳调节因子,将灰度水印奇异值嵌入到载体图像奇异值中。仿真结果表明,该算法有效地克服了传统水印算法中存在的块效应问题,具有较好的不可见性和鲁棒性。(2)基于奇异值量化的抗几何攻击盲水印算法。根据Zernike矩的旋转不变性与尺度不变性理论,研究了一种DWT域基于Zernike矩与SVD相结合的抗几何攻击盲水印算法。算法首先选取水印嵌入域,对嵌入域图像进行二级小波变换,提取近似分量并SVD,其次选取量化步长? ,通过对载体图像的奇异值采用分块量化的方法嵌入置乱后的二值水印信息。最后,利用原始图像的Zernike矩作为校正几何攻击的参数,对受攻击的水印图像进行几何纠正,加强算法的抗几何攻击能力。水印提取实现了盲提取。仿真实验证明了算法不仅具有较好的不可见性和鲁棒性,同时对受几何攻击后的含水印图像具有识别纠正能力,整体性能明显优于同类的水印算法。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-14
  1.1 本文的选题背景及意义  8-9
  1.2 本课题国内外的研究现状及发展趋势  9-11
  1.3 本文的主要工作  11-14
2 数字水印技术  14-22
  2.1 数字水印的基本特征  14-15
  2.2 数字水印的原理  15-16
  2.3 数字水印的分类  16-17
  2.4 数字水印的典型算法  17-20
    2.4.1 时/空域水印算法  17-18
    2.4.2 变换域水印算法  18-20
  2.5 数字水印算法的评价标准  20-21
  2.6 本章小结  21-22
3 基于分块SVD 自适应数字水印算法  22-40
  3.1 奇异值分解  22-24
    3.1.1 SVD 的定义与性质  22-24
    3.1.2 SVD 在图像处理上的特征  24
  3.2 小波变换  24-27
  3.3 算法的实现过程  27-31
    3.3.1 图像块水印调节因子的计算  28-30
    3.3.2 灰度水印混沌置乱  30-31
    3.3.3 算法的嵌入与提取过程  31
  3.4 算法分析  31-32
  3.5 仿真实验与结果  32-39
  3.6 本章小结  39-40
4 基于奇异值量化的抗几何攻击盲水印算法  40-54
  4.1 Zernike 矩基本理论介绍  40-42
    4.1.1 Zernike 矩定义  40-41
    4.1.2 Zernike 矩不变性分析  41-42
  4.2 算法的实现过程  42-46
    4.2.1 水印嵌入区域选择  42-43
    4.2.2 二值水印混沌置乱  43-44
    4.2.3 算法嵌入与提取过程  44-46
  4.3 算法分析  46-47
  4.4 仿真实验及结果  47-52
  4.5 本章小结  52-54
5 结论  54-56
  5.1 本文的主要工作  54
  5.2 进一步的工作  54-56
致谢  56-58
参考文献  58-61
攻读硕士学位期间的研究成果  61

基于奇异值分解的数字水印算法研究

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