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可视可逆数字水印算法的研究与改进

作　者: 曹璐
导　师: 侯建军
学　校: 北京交通大学
专　业: 电路与系统
关键词: 可视水印可逆水印数字图像版权保护水印加密
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 40次
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内容摘要

可视可逆水印算法在原始图像上嵌入一个可视水印作为版权标志。此标志可以被去除从而恢复原始图像。因此可视可逆水印可作为一种数字图像版权保护的有效手段。本文主要针对可视可逆水印的关键算法进行了分析与讨论,并针对其中的像素值映射算法和基于伪随机序列的水印加密算法提出了改进方案。在已有像素值映射算法的基础上,提出了一种改进的像素值映射算法。改进算法通过将像素值的改变量变为可变值,从而克服了原算法因像素值溢出而产生的噪声现象。算法中还加入了嵌入强度因子,以实现对水印嵌入强度的控制,从而提高了水印在高纹理度图像上的清晰度。仿真实验证明改进的像素值映射算法有效地克服了原算法在图像中产生的噪声现象,并且提高了水印在纹理密集图像中的清晰度。针对基于伪随机序列加密算法在高纹理度图像中加密效果差的问题,提出了一种新的可视可逆水印加密算法。在加密阶段,将图像分为2×2的小块,每个小块和密钥指定的2×2可逆矩阵相乘,使得图像上呈现干扰点阵以实现加密效果。在解密阶段,同样将图像分为2×2的小块,每个小块和密钥指定的2×2可逆矩阵的逆矩阵相乘,去除干扰点阵,实现解密。在无密钥恢复实验和共谋攻击实验中,新算法的加密效果要优于原算法。原算法的恢复图像中噪声干扰不明显,因此水印加密效果欠佳。但新算法的恢复图像上仍能呈现较为明显的干扰点阵,和原始图像相比区别明显,从而提高了水印的安全性。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
目录  8-10
1 引言  10-13
  1.1 研究背景  10
  1.2 研究现状及问题  10-11
  1.3 本文研究内容和组织结构  11-13
2 数字水印及信息隐藏基本理论  13-25
  2.1 数字水印概述  13-17
    2.1.1 数字水印的基本概念及其性质  13-15
    2.1.2 数字水印的分类  15-16
    2.1.3 数字水印的应用领域  16-17
  2.2 信息隐藏技术概述  17-21
    2.2.1 信息隐藏技术基本概念及模型  17-18
    2.2.2 信息隐藏技术的分类  18-19
    2.2.3 信息隐藏技术的应用领域  19-20
    2.2.4 信息隐藏技术的特征  20-21
    2.2.5 信息隐藏技术的评价方法  21
  2.3 可视可逆数字水印  21-24
  2.4 小结  24-25
3 可视可逆数字水印的水印显示算法研究  25-37
  3.1 现有水印显示算法的原理介绍  25-27
    3.1.1 基于位平面替换的水印图案显示算法  26
    3.1.2 基于像素值映射的水印图案显示算法  26-27
  3.2 现有水印显示算法的不足性分析  27-31
    3.2.1 基于位平面替换水印显示算法  27-28
    3.2.2 基于像素值映射的水印显示算法  28-31
  3.3 一种改进的水印显示算法  31-36
    3.3.1 算法的原理分析  32-33
    3.3.2 算法的验证实验  33-36
  3.4 小结  36-37
4 可视可逆数字水印的水印加密方法研究  37-49
  4.1 常用图像加密方法  37-39
  4.2 现有可视可逆水印加密方法  39-40
  4.3 伪随机序列加密方法的不足性分析  40-43
  4.4 一种新的可视可逆水印加密方法  43-47
    4.4.1 算法的原理分析  43-44
    4.4.2 算法的验证实验  44-47
  4.5 结论  47-49
5 基于改进算法的可视可逆水印方案  49-64
  5.1 水印方案的原理分析  49-55
  5.2 水印方案的验证实验  55-63
    5.2.1 嵌入算法对比实验  55-61
    5.2.2 可视可逆水印方案验证实验  61-63
  5.3 结论  63-64
6 总结与展望  64-65
参考文献  65-67
作者简历  67-69
学位论文数据集  69

可视可逆数字水印算法的研究与改进

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