实现图像篡改检测和内容恢复的半脆弱数字水印的研究

摘要

随着现代科学技术的飞速发展、信息资源的极大丰富，增强了人类信息处理的能力，人类由此步入了数字化时代。多媒体信息的交流丰富了人们日常生活，但同时不可避免地出现多媒体信息被非法传播、篡改、伪造等问题。多媒体信息安全问题已成为当前人们关注的焦点数字水印技术作为一种全新的信息安全技术，是多媒体版权保护和多媒体认证的强有力的手段。半脆弱水印技术作为数字水印技术的一个重要分支，它能容忍一定程度的常见信号处理操作，能检测出对多媒体数据是否有恶意篡改，可以定位篡改区域，甚至判断篡改方式以及恢复出被篡改的数据。由于这些诱人的特性，半脆弱水印技术已成为多媒体认证领域的研究热点。
　　 本论文结合JPEG压缩的特性，设计并实现了一种抗JPEG压缩的半脆弱数字水印算法，用于图像内容完整性认证，篡改定位和恢复。
　　 在嵌入方，将恢复水印信息重复嵌入到原始图像所有像素的2bit最低有效位；认证水印利用图像块的DCT变换系数和混沌迭代系统生成，并选择DCT变换的中频系数之间的关系实现嵌入。实验结果表明，该算法具有很好的抵抗JPEG压缩的能力，对局部发生的篡改可以有效地检测、精确定位并进行内容恢复。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及实际应用

1.1.1 课题研究背景

1.1.2 应用前景与需求分析

1.2 国内外研究现状

1.3 论文所作的主要贡献与研究内容

1.4 本文的组织

第2章 数字水印技术

2.1 数字水印特性

2.2 数字水印分类及应用

2.3 典型数字水印系统框架

2.4 数字图像水印技术发展现状

2.4.1 空间域算法

2.4.2 变换域算法

2.4.3 压缩域算法

2.4.4 NEC算法

2.4.5 生理模型算法

2.5 数字水印的攻击

2.5.1 数字水印攻击技术的分类

2.5.1 典型的攻击方法

2.6 小结

第3章 认证水印技术

3.1 认证水印的基本框架

3.1.1 认证水印的定义

3.1.2 认证水印的设计要求

3.1.3 认证水印特点

3.1.4 认证水印的分类

3.1.5 对认证水印系统的攻击

3.1.6 现有认证水印算法分析

3.2 图像完全脆弱性数字水印

3.2.1 脆弱水印系统的特点

3.2.2 空间域方法

3.2.3 变换域算法

3.2.4 其它方法

3.3 图像半脆弱性数字水印

3.3.1 半脆弱水印系统的特点

3.3.2 空间域方法

3.3.3 变换域方法

3.3.4 其它方法

3.4 认证水印的发展方向

3.5 小结

第4章 一种抗JPEG压缩的图像篡改恢复半脆弱数字水印算法

4.1 引言

4.2 算法设计

4.2.1 基于分块的恢复水印嵌入

4.2.2 认证水印的生成与嵌入

4.3 篡改检测和定位

4.4 篡改恢复

4.5 实验结果

4.5.1 不可见性

4.5.2 篡改检测与恢复

4.5.3 抗JPEG压缩的能力

4.6 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文目录