抗几何攻击的鲁棒可逆水印算法研究

摘要

作为一种信息隐藏技术，数字水印能够将有效密文嵌入数字媒体中，在对用户保持透明的同时，还能准确的提取出其中的水印密文。数字水印技术经过二十余年的发展，已经有许多水印算法被提出并得以利用。数字水印主要研究领域有可逆数字水印和鲁棒数字水印。这两种水印都有着各自的优点，但也存在明显的不足。可逆数字水印的鲁棒性较差，而鲁棒数字水印不能恢复原始载体图像。为了解决上述存在的问题，学术界提出了鲁棒可逆数字水印。它兼具两者的优点，当图像受到攻击时，能较准确的提取出水印信息；当图像未受到攻击时，不但能够提取出水印信息，还能恢复出原始载体。图像在传输的过程中，除了会受到压缩、过滤等常规处理，往往还会受到几何攻击，如旋转、缩放等，因此，鲁棒可逆水印算法具有一定的抗几何攻击的能力还是很有必要的。
　　通过对已有数字水印算法的学习和总结，本文提出了一种鲁棒可逆水印算法，它具备数字水印的可逆性，还能够抵抗已知的几何攻击。在算法设计中，通过阈值分割法，将图像分成两部分，一部分用来嵌入鲁棒水印，另一部分用来嵌入可逆水印。首先，对两部分分别进行腐蚀膨胀操作并求得每部分最大连通域的质心，用与两质心连线斜率相同的直线将嵌入鲁棒水印部分分块，求得每一个分块的平均像素值。同时选取合适的量化强度，通过增大平均像素值来满足量化要求，记录每部分的变化情况并用位图记录图像的溢出情况；再将变化情况、位图和质心坐标用PVO的方法嵌入到图像的另一部分中，在使用PVO的方法时，只减小这部分图像的像素值。本文对已有的鲁棒水印嵌入算法和可逆水印嵌入算法进行改进和优化，并利用图像的质心作为基准进行操作，从而具备改变图像像素值但不影响图像的分割，且具有一定的抗几何攻击的能力和可逆性。
　　本文提出的是基于灰度图像的鲁棒可逆水印算法。通过对多幅图像进行仿真实验和分析，实验结果表明我们提出的算法具备可逆性，并且能够抵抗已知的几何攻击，因此本文所提出的算法对于鲁棒可逆水印研究具有重要意义。

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缩略语对照表

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究成果

1.3论文的内容和组织结构

第二章 数字水印技术

2.1数字水印技术介绍

2.2数字水印的评价指标

2.3典型数字水印算法分析

2.4几何攻击的影响及应对方法

2.5鲁棒可逆水印

2.6本章小结

第三章 抗几何攻击的鲁棒可逆水印

3.1相关的算法

3.2抗几何攻击的鲁棒可逆水印

3.3嵌入提取流程

3.4本章小结

第四章 实验结果

第五章 总结与展望

5.1本文工作总结

5.2未来工作展望

参考文献

致谢

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