基于纠错编码的数字图像水印技术的研究

摘要

数字水印是信息隐藏技术的一个重要分支，它主要通过在媒体信息中嵌入标记信号(数字水印)，为媒体信息在防伪、防篡改、认证、保障数据安全和完整性等方面提供有效的技术手段。目前数字水印技术研究所选取的原始图像以灰度图像为主，使得数字水印技术的应用范围受到限制，本文针对彩色图像水印算法进行了研究。 本文在介绍了数字水印常见算法以及纠错编码、小波分析等基础理论后，首先研究了基于编码理论的图像数字水印算法，针对灰度图像水印的特点介绍了其灰度值的汉明码、BCH码、RS码以及卷积码编码，然后用量化法实现了水印信号的嵌入和提取。本文接着探讨了一种有效的抵抗压缩攻击的彩色图像数字水印算法，算法对Inoue的利用小波重要系数算法的水印嵌入和提取规则进行了改进，并将其应用到彩色图像数字水印算法中。本文还研究了一种基于HVS的彩色图像数字水印改进算法。该算法将彩色图像作为水印信息嵌入到原始彩色宿主图像中，使水印信息丰富、具有现实意义；算法对原始彩色水印图像进行了置乱加密预处理，提高了算法的安全性和水印抵抗攻击的能力：算法还改变了人们在基于离散小波变换算法水印嵌入时多把小波图像低频系数排除在外的做法，使我们对小波图像低频系数有了新的认识。 本文对所提到各种算法作了编程仿真研究，对产生的水印进行了实验比较。试验结果表明，所提改进算法产生的水印鲁棒性和不可见性都很好，实用性强。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3数字水印技术的应用与前景

1.3.1数字水印的主要应用领域

1.3.2数字水印技术的发展前景

1.4本文研究方向和章节安排

第二章数字水印技术概述

2.1数字水印的概念

2.2数字水印系统的基本框架

2.3数字水印的分类

2.3.1按水印特性划分

2.3.2按水印所附载的媒体划分

2.3.3按水印检测过程划分

2.3.4按水印内容划分

2.3.5按用途划分

2.3.6按水印隐藏的位置划分

2.4数字水印算法简介

2.4.1最低有效位算法

2.4.2 Patchwork算法

2.4.3文本微调算法

2.4.4直接序列扩频水印算法

2.4.5 DCT变换域数字水印算法

2.4.6小波域水印算法

2.4.7压缩域水印算法

2.4.8其它水印算法

2.5数字水印算法的评价指标

第三章数字水印中的纠错码

3.1汉明码

3.2 BCH码

3.3 RS码

3.4卷积码

第四章小波分析理论

4.1小波变换基本概念

4.2多分辨率分析

4.3图像二维离散小波的分解与合成

第五章一种抗压缩的彩色图像数字水印算法

5.1基于小波零树编码的水印算法简介

5.1.1 Inoue算法

5.1.2利用小波重要系数嵌入水印算法的优点

5.2改进的Inoue算法—抗压缩彩色图像水印算法

5.2.1数字图像的表示方法、特点和YIQ色彩空间

5.2.2水印的预处理

5.2.3嵌入水印

5.2.4提取水印

5.3水印系统中不同纠错编码的比较实验

5.4小结

第六章一种基于HVS的彩色图像数字水印算法

6.1人类视觉系统

6.2黄达人等的DWT域嵌入对策介绍

6.2.1水印长度较短

6.2.2水印长度较长

6.3本文改进的基于HVS的彩色图像数字水印算法

6.3.1水印图像的置乱加密预处理

6.3.2彩色图像数字水印的嵌入

6.3.3彩色图像数字水印的提取

6.4仿真实验

6.5算法分析

6.6小结

第七章总结与展望

7.1工作总结

7.2心得和体会

7.3未来研究展望

参考文献

致 谢