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基于Contourlet变换的数字水印技术研究

作　者: 刘如京
导　师: 王玲
学　校: 湖南大学
专　业: 电子科学与技术
关键词: 数字水印 Contourlet变换奇异值分解混沌加密
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 17次
引　用: 1次
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内容摘要

随着科学技术的飞速发展,数字多媒体信息被人们广泛应用,任何人都可以方便地对数字媒体,如音乐﹑视频或数字图像等进行篡改,这使得人们对数字媒体的完整性﹑媒体内容的真实性产生怀疑。数字水印正是应这一需求而发展起来的,人们利用数字水印来证明原创作者对作品的所有权,或作为鉴定盗版或侵权的证据。数字水印大致可以分为空间域和变换域两种,空间域的数字水印算法简单,但是抵抗图像攻击的能力比较差,变换域的水印算法在不可见性和鲁棒性上面都要好一些,但是相对而言也复杂些。常用的水印变换域算法是基于DCT﹑DWT等的,而近几年发展起来的Contourlet变换相对于DWT变换能将多尺度分析和方向分析分开进行,有效地表示了轮廓和纹理丰富的图像。本文对离散小波变换和Contourlet变换做了分析,然后主要对Contourlet域的数字水印算法作了详细地研究,Contourlet域的水印算法的有较好的鲁棒性。为了保证水印算法在具有良好的不可见性的同时,也具有良好的鲁棒性,本文第四章设计了抖动量化和奇异值相结合的鲁棒水印算法,该算法利用抖动量化调整分块最大奇异值来嵌入二值水印,并且实现了盲提取;为了保证水印算法的安全性,本文在第五章提出了混沌加密的水印算法,首先对二值水印图像进行混沌加密,其中选用的是logistic映射,然后对原始图像进行Contourlet变换并对低频进行分块,提取每一个分块的最大奇异值来组成新的矩阵,最后把混沌加密的水印嵌入到该矩阵中,经过抗攻击实验证明,该算法有较好的不可见性和鲁棒性,尤其是对压缩攻击﹑噪声攻击和滤波攻击等图像攻击的抵抗力强。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章绪论  11-16
  1.1 研究背景及意义  11-13
  1.2 数字水印技术国内外研究现状  13-14
  1.3 论文主要内容和结构  14-16
第2章数字水印的技术基础  16-28
  2.1 数字水印基本原理  16-18
    2.1.1 数字水印的生成  16-17
    2.1.2 数字水印的嵌入  17-18
    2.1.3 数字水印的提取  18
  2.2 数字水印技术的特性和分类  18-21
    2.2.1 数字水印的特性  18-19
    2.2.2 数字水印的分类  19-21
  2.3 数字水印的经典算法  21-24
    2.3.1 空间域算法  21-22
    2.3.2 变换域算法  22-23
    2.3.3 空间域和变换域算法比较  23-24
  2.4 数字水印的攻击方法  24-25
  2.5 数字水印系统的性能评价标准  25-28
    2.5.1 视觉感知系统  25
    2.5.2 水印鲁棒性  25
    2.5.3 不可见性  25-26
    2.5.4 水印容量  26-28
第3章小波域和CONTOURLET 域数字水印技术比较  28-41
  3.1 离散小波变换及应用  28-30
    3.1.1 小波变换的定义  28-29
    3.1.2 连续小波变换和离散小波变换  29-30
    3.1.3 小波变换在数字水印中的应用  30
  3.2 CONTOURLET 变换介绍  30-35
    3.2.1 Contourlet 变换概述  30-32
    3.2.2 拉普拉斯塔式变换（LP）  32-33
    3.2.3 方向滤波（DFB）  33-34
    3.2.4 双重方向滤波器组（PDFB）  34-35
  3.3 小波域和CONTOURLET 域数字水印比较  35-40
    3.3.1 奇异值分解（SVD）  35-36
    3.3.2 NMF 变换  36-37
    3.3.3 Arnold 变换的图像置乱  37-38
    3.3.4 水印的嵌入和提取  38-40
  3.4 本章小结  40-41
第4章基于SVD 和抖动量化相结合的 CONTOURLET 域水印算法  41-48
  4.1 引言  41
  4.2 抖动量化（DITHER QUANTIZATION）  41-43
  4.3 抖动量化水印算法  43-44
    4.3.1 水印的嵌入算法  43
    4.3.2 水印的提取算法  43-44
  4.4 水印算法实验结果及分析  44-47
  4.5 本章小结  47-48
第5章基于混沌加密和SVD 相结合的鲁棒数字水印算法  48-62
  5.1 引言  48
  5.2 混沌加密  48-53
    5.2.1 混沌的定义  49
    5.2.2 logistic 映射  49-53
  5.3 水印算法描述  53-56
    5.3.1 二值水印图像的混沌加密  53-54
    5.3.2 水印的嵌入  54-55
    5.3.3 水印的提取  55-56
  5.4 水印算法实验结果及分析  56-61
    5.4.1 水印的提取  56-58
    5.4.2 抗攻击性能分析  58-61
  5.5 本章总结  61-62
总结与展望  62-64
  1.论文主要工作与成果  62
  2.进一步研究方向  62-64
参考文献  64-68
致谢  68-69
附录 A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录  69

基于Contourlet变换的数字水印技术研究

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