图像数字水印嵌入方法研究与实践

摘要

随着多媒体技术与网络技术的飞速发展和广泛应用，对图像、音频、视频等多媒体内容的保护成为迫切需要解决的问题。数字水印技术作为数字产品版权保护的一项新技术，已受到越来越多的关注，基于小波变换的数字水印技术也成为当前的一个研究热点。经过大量的研究和探索后发现，虽然数字水印技术的实现方法多种多样，涉及到的知识领域也非常广泛，但是能够直接应用到军事通信领域的却少之又少。 本文主要研究了图像数字水印嵌入和提取技术，并侧重于研究如何将图像数字水印技术应用到军事通信领域，提出了一种在离散小波变换领域中，基于双重置乱加密技术的盲嵌入一提取水印算法。在其实现过程中使用了Arnold和广义Fibonacci两种置乱算法对二值水印进行置乱加密操作。算法中根据人眼视觉特性，将水印载体从RGB颜色空间转换为YIQ颜色空间，选择其亮度分量进行三级离散小波分解，最后在低频小波系数中使用奇偶量化算法嵌入水印。 鲁棒性是衡量一种水印算法是否切实有效的重要性能指标，为了提高该水印算法的鲁棒性，本文采用了(7，4)汉明纠错码技术。实验证明，使用该纠错算法比不使用纠错技术时提取出来的水印的归一化相关系数平均提高0.5个百分点。 本文算法属于盲嵌入一提取算法，即在提取的过程中不需要原始的水印和载体信息，而且算法中使用了按照一定规则产生的既定密钥，从而满足了军事保密通信的基本条件。 通过对含有水印的图像进行各种攻击实验，结果表明，使用该算法后嵌入的水印不易被察觉，检测出的水印效果好，对JPEG有损压缩、裁剪、噪声干扰和低通滤波等有较强的鲁棒性。

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第一章绪论

1.1数字水印技术的背景与发展历史

1.1.1数字水印技术的背景与意义

1.1.2数字水印技术的发展历史

1.2数字水印技术的分类

1.2.1按水印嵌入的方法分类

1.2.2按水印的可见性分类

1.2.3按水印的检测方法分类

1.2.4按水印的载体分类

1.3数字水印的攻击方法简介

1.4图像数字水印技术概述

1.4.1图像数字水印的基本特征

1.4.2图像数字水印技术的基本原理

1.5图像数字水印的应用现状

1.6本论文的主要研究内容

1.7论文的组织结构

1.8开发平台

第二章图像数字水印嵌入技术研究

2.1图像数字水印嵌入技术总揽及性能分析

2.1.1空域方法

2.1.2频域方法

2.1.3压缩域算法

2.1.4 NEC算法

2.1.5生理模型算法

2.2基于离散小波变换的水印嵌入方法描述

2.2.1离散小波变换(DWT)基础

2.2.2离散小波变换在二维数字图像处理中的作用

2.3基于低频离散小波系数的水印嵌入方法

2.3.1小波变换的系数特征

2.3.2一种基于低频小波系数的嵌入算法

第三章基于小波变换的水印系统设计与实现

3.1总体设计方案

3.1.1水印处理部分

3.1.2文本水印图像化

3.1.3载体图象处理部分

3.1.4奇偶量化嵌入算法

3.1.5系统功能设计

3.2系统功能的实现

3.2.1用户界面

3.2.2水印处理模块

3.2.3载体图像处理模块

3.2.4水印嵌入

3.2.5水印提取

3.3测试与结果分析

3.3.1性能指标介绍

3.3.2各种攻击测试

3.3.3结果分析

第四章数字水印技术在国防领域的应用前景

4.1信息战概述

4.2数字水印在情报战中的应用

4.3基于图像数字水印技术的保密通信

4.3.1利用互联网络进行传输

4.3.2利用卫星系统进行传输

4.3.3实用举例

第五章总结与展望

5.1本文工作总结

5.2图像数字水印技术的发展方向

参考文献

致谢