基于QR码的Contourlet域彩色图像数字水印技术研究

摘要

随着多媒体网络、信息载体科技以及通信科技的迅猛成长，对于数字产品来说，它的使用和传播范围日渐广泛，其中信息的安全隐患就是人们关注的焦点，数字水印技术是处理这一隐患的有效方法，自然是商贸界和学术界重点讨论的课题。当今，对于广泛应用的以彩色图像为基础的水印算法缺乏研究，现行算法仅能够对常规攻击有较强的抵抗能力，对几何攻击基本没有抵抗能力，尤其体现在盲水印的现实使用中。此外，水印信息的容量对数字水印在现实使用中的价值起到直接的干扰作用，这亦是发展这项技术的关键因素。因此，有效解决盲水印抗几何攻击能力弱和水印信息容量低的问题，是当今数字水印技术开展研究的主要方向。
　　通过对数字水印、彩色图像、二维码、图像加密和Contourlet变换的相关理论知识的学习，针对现行算法中抗几何冲击能力弱以及嵌入水印所包含信息容量差的难题，提出了在Contourlet变换下，将QR码与Logistic混沌映射加密联系起来，以彩色图像为载体的盲水印算法。
　　采用矩阵式二维码—QR码做水印图像，通过将Logistic映射与QR码图像的序列做异或计算，实现图像的置乱，达到加密的目的。对彩色图像做色彩转换（RGB→YUV）后，再从中提取Y分量实现Contourlet变换。将置乱的QR码嵌到载体图像经二级Contourlet变换的低通子带中，通过构造辅助矩阵，利用图像系数间的大小关系，对其进行修改以达到将水印嵌至载体图像的目的。然后通过实验验证了算法的有效性，除了完成课题提出的嵌入和提取过程，还对算法进行了抗攻击能力检测，利用高斯、椒盐噪声、JPEG压缩以及几何检测中的旋转和剪切来检验算法的鲁棒性。
　　通过实验结果可知，水印图像的嵌入对载体图像影响很小，PSNR值最高可达43.85，提取的水印图像完全可以通过扫描解码，获得完整水印信息。无论是面对常规攻击还是大多数水印技术不能抵抗的几何攻击，图像的鲁棒性都不会受到较大影响，提取出的水印图像都可正确解码。这充分说明所提出算法的鲁棒性和不可见性良好，实用性也优于多数算法，同时作为水印图像的QR码能为数字水印技术有效的解决信息容量低的问题，因此本文列出的水印技术实施方案能够更好的满足网络媒体传输中各类数字产品维护所有权的实际需要。

目录

声明

1 引言

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文主要内容及安排

2 数字水印技术的基本理论及应用

2.1 数字水印技术概述

2.2 数字水印技术的嵌入算法

2.3 数字水印技术攻击及评价标准

2.4 数字水印技术应用领域

3 图像处理技术

3.1 人类的视觉特性与颜色模型

3.2 混沌理论

3.3 二维码概述

3.4 Contourlet变换

4 基于QR码的Contourlet域彩色图像盲水印算法

4.1 算法设计

4.2 水印的嵌入和提取算法

5 性能检测与结果分析

5.1 算法的性能检测

5.2 实验结果分析

结论

参考文献

在学研究成果

致谢