基于混沌序列和小波变换的彩色图像水印算法研究

摘要

随着互联网和多媒体技术、通信技术的迅速发展，数字媒体的版权保护问题日益突出，使得数字水印技术备受人们关注，正成为当前解决版权保护问题最有效的手段之一。本文采用理论分析和数值仿真相结合的研究方法，对彩色图像水印技术进行了研究。 为了提高水印图像的安全性，提出了一种基于TD-ERCS混沌映射的二值水印图像的加密算法，该算法利用TD-ERCS映射产生的混沌序列加密水印图像；将离散混沌映射和二维离散小波变换相结合，研究了彩色图像水印新算法，该算法先对混沌序列加密后的水印图像进行小波变换，再嵌入到宿主图像的蓝色分量的最深层的四个子带中，嵌入位置则由广义猫映射确定；将整数小波变换和图像子采样技术应用于数字水印，提出了一种彩色图像盲提取水印算法，水印嵌入时，先对宿主图像在YIQ色彩空间中的Y分量进行子采样，并对得到的四个子图像分别进行二级离散小波变换，然后将置乱并加密后的水印图像嵌入到小波变换后的低频子带中，其嵌入位置由Logistic混沌映射产生的混沌序列确定，实现了水印的盲提取。 在Matlab7.0.1平台上，对两种水印算法进行了仿真和性能测试，研究结果表明：嵌入水印后的图像质量高，水印隐蔽性好；水印图像能抵抗JPEG压缩、噪声、滤波、图像锐化、直方图均衡化、剪切和旋转等攻击，鲁棒性好；在水印嵌入之前对水印图像进行了加密，增强了水印的安全性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题背景与研究意义

1.2国内外研究现状与水平

1.2.1数字水印的研究现状

1.2.2典型的数字水印算法

1.2.3混沌在数字水印中的应用

1.3本文的主要工作及其内容安排

第二章数字水印技术研究

2.1数字水印的原理与基本特性

2.2数字水印的分类

2.3数字水印系统的模型

2.4数字水印中的关键技术

2.4.1水印的选择

2.4.2水印的嵌入

2.4.3水印的检测

2.5数字水印算法的评价

2.6数字水印的主要应用领域

2.7本章小结

第三章基于TD-ERCS混沌映射的二值水印图像的加密算法

3.1混沌及其在数字水印中的应用

3.1.1混沌的定义和特征

3.1.2常用的混沌伪随机序列

3.1.3混沌伪随机序列发生器的改进

3.2基于TD-ERCS混沌映射的二值水印图像的加密算法

3.2.1TD-ERCS混沌映射

3.2.2加密算法设计

3.3加密算法的性能分析

3.3.1混沌序列对初始条件的敏感性测试

3.3.2相邻像素差置乱度分析

3.3.3抗穷举性分析

3.4本章小结

第四章基于混沌映射和小波变换的彩色图像水印算法

4.1小波变换

4.1.1连续小波变换

4.1.2图像的二维离散小波变换

4.1.3小波变换在图像水印中的应用

4.2水印嵌入与提取算法的设计与实现

4.2.1水印算法原理

4.2.2水印嵌入位置的选择

4.2.3小波基函数的选择

4.2.4广义Arnold映射

4.2.5水印嵌入与提取算法

4.3数值仿真与性能分析

4.3.1隐蔽性分析

4.3.2鲁棒性分析

4.3.3安全性分析

4.4本章小结

第五章基于提升格式小波和子采样的彩色图像盲水印算法

5.1基于提升格式的整数小波变换

5.1.1小波提升的基本原理

5.1.2整数小波变换原理与优点

5.2基于提升格式小波和子采样的彩色图像水印算法

5.2.1水印算法原理

5.2.2图像子采样

5.2.3 Arnold变换

5.2.4水印的嵌入

5.2.5水印的提取

5.3算法的性能测试与分析

5.3.1隐蔽性分析

5.3.2鲁棒性分析

5.3.3安全性分析

5.4本章小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2工作展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果