基于变换域的彩色图像数字水印算法的研究

摘要

数字图像水印技术是信息隐藏的一个分支，它利用人眼视觉冗余，将标志信息作为水印嵌入到被保护图像之中，是数字图像版权保护的一个新兴方法，也是数字产品版权保护领域中的有效途径，近年来已成为信息安全领域的一个研究热点。利用数字图像水印技术嵌入的被隐藏信息具有不可见性、鲁棒性和安全性等特点，可以不破坏被保护图像的图像质量，同时使得被保护图像在传播、复制和非法篡改之后仍然能够被判断出其版权归属。且随着Internet和电子商务的普及，数字图像水印技术作为传统加密技术的有效补充，正越来越受到各方的重视，并逐渐发挥出越来越多的作用。　　变换域数字水印算法是未来趋势。在变换域中嵌入的水印信号能量可以分布到空域的所有象素上，有利于保证不可见性；HVS的某些特性可以很方便地结合到变换域水印编码过程中，有利于水印鲁棒性能的提高；变换域的方法可与国际数据压缩标准兼容，从而实现在压缩域内的水印算法。　　本文开展“基于变换域的彩色图像数字水印算法的研究”主要工作如下：　　改进了“基于DCT变换的数字水印算法”，得到两个水印算法，即算法Ⅰ采用私有水印的设计思想，在提取检测水印信息时需要原始图像；算法Ⅱ则是半私有水印算法，在提取检测水印时无需原始图像。在这两种算法中，均对水印进行了置乱预处理，实验证明该算法具有很好的鲁棒性和透明性。　　以小波理论为基础提出了一种小波域数字水印算法，利用了卷积码对水印进行编码，然后嵌入到原始图像中，提取水印时采用维特比译码，这里运用了数字通信中信道编码的原理，大大提高了算法的鲁棒性和稳健性，实验结果表明了算法的有效性。

目录

文摘

英文文摘

哈尔滨工程大学学位论文原创性声明

第1章绪论

1.1信息隐藏及数字水印技术

1.1.1信息隐藏的提出

1.1.2信息隐藏技术的应用

1.2信息隐藏、数字水印和密码学

1.3课题的研究背景、目的和立题意义

1.4国内外的研究动态

1.5本文的主要研究内容

第2章数字水印综述及其理论基础

2.1数字水印系统的原理及其一般组成

2.1.1数字水印系统的原理

2.1.2数字水印系统的一般组成

2.2数字水印的分类及基本特征

2.2.1数字水印的分类

2.2.2数字水印的基本特征

2.3数字水印的评估标准

2.4本章小结

第3章基于DCT域的彩色图像数字水印算法

3.1算法相关知识

3.1.1色彩空间概述

3.1.2二维离散余弦变换的定义

3.1.3置乱技术

3.1.4水印信息的生成

3.1.5 DCT域系数的选择

3.2数字水印明文水印算法(算法Ⅰ)的实现

3.2.1数字水印嵌入流程图

3.2.2明文水印的嵌入算法

3.2.3水印的提取、检测算法

3.3数字水印盲水印算法(算法Ⅱ)的实现

3.3.1数字水印嵌入流程图

3.3.2盲水印的嵌入算法

3.3.3水印的提取、检测算法

3.4水印算法Ⅰ、Ⅱ的实验分析和对比

3.4.1水印的嵌入强度

3.4.2水印的信息量

3.4.3水印的隐藏性

3.4.4水印的鲁棒性

3.5本章小结

第4章基于DWT域的彩色图像数字水印算法

4.1图像的小波分解

4.1.1小波变换基本理论

4.1.2信号的小波分解

4.1.3图像的多分辨率分解

4.1.4适于水印嵌入的区域分析

4.1.5适用于数字水印的双正交小波

4.2卷积码的理论知识

4.2.1卷积码的图形描述

4.2.2卷积码的解析表示

4.2.3卷积码的译码

4.3小波域图像水印算法

4.3.1水印嵌入流程

4.3.2水印嵌入算法

4.3.3水印提取算法

4.3.4实验结果分析

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢