基于小波包和边缘检测的自适应数字水印算法

摘要

数字水印是保障信息安全性、有效性的有力手段。水印的透明性和鲁棒性是一对矛盾，它们被满足的势头是此消彼长，故而一般的水印算法在迎合这两个特性时往往顾此失彼。水印嵌入低频区域易满足鲁棒性，嵌入高频区域易满足透明性，如何较好的协调两者之间的矛盾，是研究水印算法的重中之重。 本文在深入分析现有数字水印算法的基础上，重点研究了基于小波方法的水印算法。对目前存在的自适应水印算法的不足之处进行了改进，并结合小波包图像分解的优点和小波边缘检测的优良特性，提出了两种新的自适应数字水印算法。 论文主要内容包括： 1.介绍了数字水印技术的发展，重点介绍了基于小波的水印算法。通过对大量文献的阅读，对现有各种水印算法进行了分析比较，并总结了其特性和优缺点。 2.学习研究了小波分析、多分辨分析、小波包分析的理论与方法。通过大量仿真实验数据和排序的方法找出适宜嵌入水印的位置，并在此基础上再自适应的计算相应嵌入子块适宜的嵌入强度。有效的协调了水印透明性和鲁棒性之间的矛盾。 3.在充分分析了基于小波的水印算法后，借鉴小波边缘检测算法对图像边缘纹理特征较好提取的特性，又提出一种新的自适应水印算法，通过与边缘检测提取出的“样本”进行比对，能更加精确的找出适宜嵌入水印的位置和强度，从而使算法有了更加良好的水印性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1小波分析在图像处理中的应用

1.1.1小波分析在图像边缘检测中的应用

1.1.2小波分析在图像融合中的应用

1.1.3小波分析在图像压缩编码中的应用

1.1.4小波分析在图像降噪中的应用

1.1.5小波分析在数字水印中的应用

1.2数字水印在信息安全舞台上的角色

1.3本文的主要内容及创新点

1.3.1本文的主要工作

1.3.2本文的创新点

第二章小波变换的基本理论

2.1小波变换

2.1.1小波的可容许性条件

2.1.2连续小波变换

2.1.3离散小波变换

2.2多分辨分析(MRA)

2.2.1多分辨分析的定义

2.2.2尺度空间的信号分析

2.2.3小波空间的信号分析

2.2.4小波多分辨分析

2.2.5二维多分辨分析

2.3 Mallat算法

2.4小波包变换

2.4.1小波包的概念

2.4.2小波包基

2.4.3小波包多分辨分析

2.4.4小波包滤波器组

第三章数字水印的相关理论

3.1数字水印的特性与分类

3.2数字水印的框架及其处理过程

3.3数字水印的嵌入算法

3.4数字水印的攻击方法和对策

3.5各种水印方案的分析比较

第四章基于小波包和纹理特征的水印方案

4.1基于小波包和纹理特征自适应确定水印嵌入要素

4.1.1人眼视觉系统的基本原理

4.1.2通过纹理特征分析自适应选取嵌入位置

4.1.3基于HVS自适应计算嵌入强度

4.2本方案算法

4.3仿真实验平台的搭建

4.4仿真结果与讨论

4.5 小结

第五章基于小波边缘检测的水印方案

5.1基于小波边缘检测自适应确定水印嵌入要素

5.1.1小波边缘检测理论

5.1.2通过“比对”方法自适应选取嵌入位置

5.1.3基于HVS自适应计算嵌入强度

5.2本方案算法

5.3仿真实验平台的搭建

5.4仿真结果与讨论

5.5小结

第六章总结与展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢