基于HVS的半色调数字水印算法研究

摘要

在许多印刷和出版的应用中，基于对版权的保护和认证，需要将某些特征信息隐藏在半色调图像中。因此，对于半色调图像数字水印技术的研究就有着重要的意义。半色调图像数字水印研究的主要难点是如何在保证嵌入水印健壮性的条件下尽可能地保证宿主图像的视觉效果。 本文针对一种已有的基于人类视觉系统的半色调数字水印算法，在像素翻转的选择方法及水印的嵌入和提取速度慢的问题上，提出了一种改进算法，较好地解决了原算法的问题。因为上述算法在图像半色调化过程完成后进行水印嵌入，所以嵌入的信息量有限，否则容易引起图像的失真，而当嵌入信息较少，又容易导致水印的鲁棒性较差。针对这一弱点，本文提出了一种在半色调化过程中嵌入水印的方法，它不仅提高了水印的嵌入容量，增强了水印的健壮性，同时由于使用了与改进算法中类似的基于人类视觉系统的翻转像素选择方式，也保障了嵌入水印后图像的视觉效果。通过采用基于人类视觉系统的半色调质量评价方法表明，本文提出的改进算法，在半色调水印图像的视觉效果上有明显的改进；同时，实验结果也表明新算法与现有其它算法相比，具备了较好数据隐藏能力和较强的鲁棒性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1半色调图像数字水印的历史背景和研究意义

1.1.1历史背景

1.1.2研究意义

1.2半色调图像数字水印技术现状

1.3本论文的工作和结构安排

第二章半色调数字水印技术概述

2.1半色调技术概述

2.1.1经典阈值法(Classical Screening)

2.1.2有序抖动法(Order Ditherting)

2.1.3误差扩散法(Error Diffusion)

2.1.4点扩散法(Dot Diffusion)

2.1.5 DBS半色调方法(Direct Binary Search)

2.2半色调质量评价

2.3数字水印相关技术

2.3.1几何变换

2.3.2幻方变换

2.3.3其他数字置乱简介

2.3.4对置乱度的评价

第三章一种基于HVS的半色调图像信息隐藏技术

3.1一种已提出的基于HVS的半色调水印算法

3.1.1算法的基本思想

3.1.2人类视觉系统

3.1.3算法的实现

3.1.4算法的实验结果

3.2 Z算法的不足

3.2.1翻转像素的选择问题

3.2.2误差扩散核的选取问题

3.2.3水印的表现形式问题

3.2.4水印的健壮性问题

3.2.5水印的安全性问题

3.2.6环形曲线自构系统的考虑

3.3对Z算法的改进

3.3.1嵌入水印形式的合理选取

3.3.2连续像素个数m的合理选择以及重复嵌入问题

3.3.3误差扩散核的灵活选择

3.3.4翻转像素的合理选择

3.4改进后的半色调图像水印算法

3.4.1分块与置乱的结合

3.4.2算法的实现

3.5实验结果

第四章一种新的基于HVS的半色调图像数字水印算法

4.1最小翻转误差

4.2具有并行特性的误差扩散

4.3水印算法

4.4实验结果

第五章总结与展望

5.1算法总结

5.2算法展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢