基于小波变换的鲁棒水印算法研究

摘要

数字水印是一种全新的信息安全技术，它通过将不可见信息嵌入到数字化媒体中，然后通过对它的检测来对图像的使用情况进行跟踪，从而实现信息隐藏、存储、版权保护等功能。目前数字水印已成为多媒体版权认证和完整性保护的有效手段。本文以静止图像为研究对象，首先概要地介绍了数字水印提出的背景、基本特征、分类以及应用，并对数字水印的攻击作了详细的介绍；接着将混沌加密技术和小波变换理论引入到数字水印技术中来，提出了以小波变换为基础的基于人类视觉系统的图像自适应盲水印算法和一种零水印算法，这两种算法的主要内容如下：1.基于人类视觉系统的图像自适应盲水印算法利用人类视觉系统对背景亮度和图像纹理的掩盖特性，对图像小波变换后的系数进行分类，分类的结果是基于图像特征的。对二值水印图像预处理后，根据分类结果自适应的嵌入水印，嵌入采用奇偶判决法则。水印的提取不需要原始载体图像和原始水印图像。实验结果表明，此算法的不可觉察性很好，并对一些诸如中值滤波、JPEG有损压缩、附加高斯噪声、裁剪等各种图像处理攻击有较强的鲁棒性。2.一种基于小波变换的零水印算法零水印突破了传统的“向原始图像中嵌入水印”的常规解决方案，而是采用从原始图像中抽取水印的方法。本算法随机抽取图像小波变换后的低频系数，通过比较这些系数差值生成原始图像的特征水印。在检测时，用同样的方法生成检测图像的特征水印，并计算它与原始特征水印的相似度，从而判定该检测图像的版权和所有权。实验证明这种方法具有无失真、鲁棒性好、简单易行等优点。最后是全文的总结和对水印技术发展的展望。