基于自嵌入技术的图像内容认证和恢复的研究

摘要

移动互联网的迅速发展，为数字多媒体的传输和获取提供了一条更加快速方便的通道。在这样的开放环境下，数字多媒体容易在传输和使用过程中被人们恶意篡改、删除或拷贝等，从而对数字多媒体内容的完整性和安全性带来破坏。数字水印技术是解决这一问题的一种有效方案，可以有效地对数字多媒体进行版权保护和内容认证，特别是自嵌入数字水印技术，其不仅可以对数字多媒体进行完整性认证，而且能够对恶意篡改区域进行定位，并对篡改区域进行恢复，已成为信息安全领域的一个研究热点。
　　本文以数字图像为载体，重点研究了基于自嵌入技术的数字图像水印算法。为了有效地对数字图像进行内容认证和自恢复，对现有的数字图像水印算法的优缺点进行了总结，并提出了三种基于自嵌入技术的水印算法：
　　1.提出一种基于自嵌入技术的全盲鲁棒图像水印算法。该算法结合 DCT和SVD变换产生具有唯一标识性的特征水印，然后将其嵌入到图像本身，检测端通过产生的特征水印和提取的认证水印来实现水印的全盲检测。实验结果表明，提出的水印算法对于一些常规的图像处理攻击具有比较强的鲁棒性，并且具有很好的水印不可见性。
　　2.提出了一种基于自嵌入技术的全盲多功能水印算法。算法采取子块区域分割的思想，水印产生和嵌入分别利用同一个子块的不同区域。通过判别两个最大奇异值均值的最高位奇偶性产生特征水印，水印的嵌入是通过自适应的调整相邻区域相同位置的两个 DCT变换交流系数的大小关系实现。检测端通过产生的特征水印和提取的认证水印实现全盲的版权保护和内容认证。实验结果表明，提出的算法对于一些常规的图像处理攻击具有很好的顽健性，可以实现版权保护功能，同时对于图像的恶意篡改又有较好的敏感性，可以对篡改区域进行准确定位并且对篡改类型区分，很好地实现了图像的内容认证。
　　3.提出一种基于奇异值分解的图像篡改检测和恢复的自嵌入水印算法。算法通过对图像进行分块，然后进行奇异值分解产生认证水印，并提取图像块的均值形成恢复水印，然后采用交叉嵌入方式，将两位认证水印嵌入到自身块，同时将部分认证水印和恢复水印嵌入到映射块，利用提取的认证水印和恢复水印对图像进行篡改检测。实验结果表明，本文提出的算法不仅可以对篡改区域进行准确的定位和高质量的恢复，而且能有效抵抗已知的伪造攻击，如拼贴攻击、内容攻击、恒均值攻击等。

目录

声明

引言

1 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文主要内容及章节安排

2 数字图像水印技术

2.1数字图像水印的框架结构

2.2数字图像水印的分类

2.3典型的数字图像水印算法

2.4基于自嵌入技术的数字图像水印算法

2.5数字图像水印的评价标准

2.6本章小结

3.1引言

3.2水印产生和嵌入算法

3.3水印的提取和认证算法

3.4实验与结果分析

3.5本章小结

4.1引言

4.2安全水印的产生

4.3安全水印的嵌入

4.4水印的提取、版权保护和内容认证

4.5实验结果与分析

4.6本章小结

5.1引言

5.2水印的生成和嵌入

5.3水印的提取、篡改检测和恢复

5.4性能分析和实验结果

5.5结论

6.1总结

6.2展望

参考文献

在学研究成果

致谢