基于DCT域的数字水印算法及其在版权保护中的应用

摘要

随着信息技术与因特网的高速发展，多媒体信息的存储与传播变得更为快捷与方便，这给人们的生活提供极大便利的同时，也为版权保护带来不少困难。人们能非常容易地从互联网上下载数字产品，对其进行篡改，这些都可能引起版权纠纷，数字水印技术就是为解决该问题而提出的。目前较为常见的数字水印算法有LSB算法和DCT域算法，前者侧重算法的隐蔽性，后者则更侧重鲁棒性。
　　本文基于Cox算法，针对图像和音频两种不同的格式，提出了两种改进的DCT域算法。对图像进行处理时，先对水印进行Arnold加密，再根据加密后的水印二值图像，将相关信息嵌入到载体的DCT中频系数中;对音频的处理则是先对水印进行随机密钥加密，然后考虑到音频信号的敏感性，引入小波变换，最后对比加密后的水印信息与变换后的载体信号，得到密钥值，并将密钥嵌入到载体音频的DCT中频系数中。通过仿真实验表明，这两个算法都具有较好的隐蔽性，添加水印后的载体与原始载体不存在可以感知的差别。
　　在前面两种改进算法的基础上，本文设计并实现了一个基于图像和音频格式的数字版权保护系统。该系统共分为三个模块:数据源获取模块、多格式转换模块和水印添加模块，其中多格式转换模块解决了现有系统仅支持自主格式，应用范围较窄的问题。在添加水印之前，引入了图像格式转换和音频格式转换的功能，能对所有常见格式的图像和音频添加水印。模拟攻击实验结果显示，经该系统添加水印后的多媒体具有较好的鲁棒性，能抵抗大多数攻击。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 数字水印技术研究现状

1．2．1 空域数字水印算法

1．2．2 变换域数字水印算法

1．3 数字版权保护系统研究现状

1．4 本文研究内容和组织结构

2 相关理论基础

2．1 密码学简介

2．1．1 根据加密算法的特点分类

2．1．2 根据加密算法对明文的处理方式分类

2．2 数字水印技术

2．2．1 数字水印基本特征

2．2．2 数字水印算法评价标准

2．3 数字多媒体处理技术

2．3．1 数字图像处理技术

2．3．2 数字音频处理技术

2．4 本章小结

3 基于DCT域水印算法的改进

3．1 现有算法描述

3．2 基于DCT域图像水印算法的改进

3．2．1 算法改进思路

3．2．2 算法整体描述

3．2．3 算法实现

3．2．4 算法仿真

3．3 基于DCT域音频水印算法的改进

3．3．1 算法改进思路

3．3．2 算法整体描述

3．3．3 算法实现

3．3．4 算法仿真

3．4 本章小结

4 数字版权保护系统的设计与实现

4．1 系统框架

4．1．1 系统架构设计

4．1．2 数据源获取模块设计

4．1．3 多格式转换模块设计

4．1．4 水印生成模块设计

4．2 系统实现

4．2．1 开发环境

4．2．2 系统模块实现

4．2．3 系统运行情况

4．3 系统性能测试分析

4．3．1 图像添加水印

4．3．2 音频添加水印

4．4 本章小结

5 总结与展望

5．1 本文总结

5．2 进一步工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间的主要研究成果

致谢