面向图像内容认证的半脆弱数字水印算法研究

摘要

随着计算机科学技术的日益更新及发展，互联网技术及多媒体技术正广泛影响着人们的生活，通过互联网进行数字媒体的编辑、复制和传播已经成为人们生活和工作不可或缺的一部分，这给人们的工作、生活带来极大的便利。但是数字产品因此也更容易受到非法的复制、传播、篡改等，使得数字产品的真实性和内容完整性受到了质疑。如果在电子商务的交易过程中，电子票据等受到恶意的篡改，会给交易者带来法律纠纷和经济损失。半脆弱数字水印技术为数字作品的真实性和完整性提供了一种有效验证方式，受到人们的广泛关注。
　　 针对如何保证数字图像在压缩和传输中图像内容信息的真实性和完整性的问题，论文对现有的数字水印技术和图像认证算法进行了分析和研究。主要工作包括：
　　 (1)改进了一种用于图像内容认证的空域半脆弱水印算法。改进的算法嵌入水印比特深度适应于载体图像的特征，具有较好的透明性。通过大量的实验分析并确定篡改检测阈值，很好的区分了恶意攻击与偶然攻击。实验结果表明，该算法对恶意篡改具有很好的脆弱性，能够很好的把篡改区域标记出来，并且对内容保持类操作具有一定的鲁棒性。
　　 (2)提出了一种基于离散小波变换的半脆弱数字水印算法。用于图像内容认证和篡改定位。利用边缘检测算法对二级变换后的低频子带进行轮廓提取，将获得的二值图像作为水印信息，然后选择修改每个子块的高频系数来完成水印的嵌入，以确保其对偶然攻击的鲁棒性和对恶意攻击的脆弱性。
　　 (3)结合水印差图像和图像认证规则S1和S2能很好的对图像内容进行认证，并且能够自动判别含水印图像遭受的攻击类型。
　　 (4)通过对论文的上述水印算法进行大量的实验和分析，并在水印的透明性、鲁棒性、脆弱性、有效性等方面与其它算法进行实验对比分析，验证了本文算法的有效性。