基于交通违法行为图像防篡改技术的研究与应用

摘要

由于我国交通管理现状和社会需求之间的矛盾突出，为了提高道路交通管理效率，电子警察产品得到广泛的应用和发展。交通违法行为图像成为交通违法的重要法律依据。由于计算机技术和图像处理技术不断发展，使伪造图像和篡改图像内容变更加容易。确保交通违法行为图像的真实性、有效性、合法性成为关键。因此，对交通违法行为图像防篡改算法的研究具有重要的理论意义和应用价值。
　　数字水印技术是一种图像防篡改的有效方法。但大多算法针对于大容量JPEG图像普遍存在实时性低、抗低品质JPEG压缩鲁棒性差等缺点。本文从提高水印算法实时性与鲁棒性两方面出发，提出基于JPEG图像的防篡改数字水印算法。对交通违法行为图像进行水印嵌入和提取以及准确鉴定图像的安全状态，防止原始违法行为图像在网络传输、存储和校对过程被人为篡改。本文主要研究工作与创新点如下:
　　1.针对交通违法行为图像防篡改处理问题，提出一种改进的基于领域相关性的JPEG图像水印算法。对水印信息进行了Arnold变换。在JPEG图像压缩过程中，结合了JPEG压缩前后的关系不变性，应用人类视觉特性和图像内容不同特征控制水印强度。算法对低品质JPEG压缩具有良好的鲁棒性，对大容量交通违法JPEG图像水印处理具有较好的实时性。算法同时保证了实时性与鲁棒性，有利于算法应用于交通监控系统中，对违法行为图像进行防篡改处理。
　　2.以界面软件与业务软件分离模式设计并实现了linux电子警察前端系统。设计并实现了基于本文算法的违法行为图像防篡改处理器，使电子警察系统具有违法图像防篡改功能，证明本文算法的实用性。
　　3.最后对全文进行了总结，提出本文的不足和有待改进的研究内容。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 数字水印技术国内外研究现状

1．3 本文主要研究内容

1．4 本章小结

第2章 基于JPEG图像的数字水印技术

2．1 数字水印技术概述

2．1．1 数字水印系统通用模型

2．1．2 数字水印的基本特性

2．1．3 数字水印的应用

2．1．4 数字水印的攻击

2．1．5 数字水印的评价指标

2．2 典型JPEG图像数字水印算法

2．2．1 一种基于空域的JPEG图像水印算法

2．2．2 一种基于邻域相关性的JPEG图像水印算法

2．2．3 一种基于HVS与JPEG压缩相结合的JPEG图像水印算法

2．3 现有算法面临的问题及挑战

2．4 本章小结

第3章 基于数字水印的JPEG图像防篡改算法

3．1 JPEG编解码原理简介

3．1．1 JPEG编解码过程

3．1．2 JPEG编解码关键技术

3．2 相关原理与技术

3．2．1 人类视觉系统HVS特征

3．2．2 基于亮度分量的图像特征区域划分

3．2．3 关系不变性定理

3．2．4 Amold置乱变换

3．3 JPEG图像防篡改数字水印算法

3．3．1 算法描述

3．3．2 水印嵌入

3．3．3 水印提取

3．3．4 水印检测

3．4 算法仿真研究

3．4．1 水印嵌入点设定

3．4．2 感知性测试

3．4．3 攻击测试及实验结果

3．4．4 算法应用效果测试

3．4．5 实验结论

3．5 本章小结

第4章 JPEG图像防篡改算法的应用

4．1 引言

4．2 基于Linux电子警察前端系统的设计与实现

4．2．1 电子警察系统的总体架构设计

4．2．2 电子警察前端系统界面软件设计与实现

4．2．3 电子警察前端系统业务软件功能模块设计与实现

4．3 防篡改处理器的设计与实现

4．3．1 防篡改处理器架构设计

4．3．2 防篡改处理器功能模块设计与实现

4．4 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果