抗几何攻击的鲁棒图像水印算法研究

摘要

随着互联网的快速发展和多媒体技术的广泛应用，信息的传输和共享极大的方便了人们的工作和生活，如何有效保护数字多媒体信息的知识产权逐渐成为人们关注的重点问题，数字水印则在技术上为版权保护提供了一种解决方案，已成为多媒体信息安全领域的研究热点问题。现有的大多数水印算法对于图像压缩、图像滤波等常规图像处理具有较好的鲁棒性，但是对于几何攻击特别是复杂的几何攻击鲁棒性却较差。
　　 本文以数字图像为对象，对抗几何攻击的鲁棒数字图像水印算法进行了研究，提出了两种抗几何攻击的鲁棒水印算法，综合应用了图像特征提取、多尺度几何分析、图像特性统计等技术。论文的主要工作如下：
　　 首先，提出了一种基于特征匹配的Curvelet域鲁棒水印方法。该方法通过计算图像的几何变换参数(旋转，缩放等)来对失真的图像进行校正。该方法克服了失真图像与水印信息同步性不一致的问题。我们在Curvelet域实现水印的嵌入和提取，提高了水印的不可见性和容量。实验验证了该算法具有抵抗常见图像处理和常见几何攻击的有效性和鲁棒性。
　　 其次，提出了一种基于图像校正和局部Zernike矩的鲁棒数字图像水印方法。该方法利用RANSAC算法优化迭代计算失真图像的变换模型，从而恢复几何失真的图像。该方法对于遭受复杂几何攻击的失真图像校正非常有效。并利用图像的Zernike矩提取局部不变区域的全局特征，使之相对独立于恢复图像像素位置的偏移和数值计算误差，从而实现水印系统抵抗几何攻击的目的。实验验证了该算法具有抵抗常规图像处理和复杂几何攻击的有效性和鲁棒性。