基于水平集方法的鲁棒图像水印算法

摘要

目前，数字水印技术已经成为信息安全领域的一个研究热点。因此，对数字水印领域中关键技术进行研究有重要的理论和现实意义。对图像水印来讲，抵抗几何攻击的鲁棒水印技术在数字水印技术中占有重要地位。因为几何攻击会破坏水印嵌入和提取的同步关系，造成检测或提取水印的困难，所以抗几何攻击的图像数字水印算法成为近年来研究的重点和难点。
　　 本文在研究了图像数字水印的基本概念和基本理论的基础上，主要做了以下工作：⑴提出了将水平集方法与伪Zernike矩相结合的数字水印算法。该算法首先利用水平集方法在图像中确定一个位置稳定的单位圆，然后计算这个单位圆的伪Zernike矩，利用抖动量化的方法将水印嵌入伪Zernike矩的幅度值上。实验证明，该算法可以很好的抵抗各种几何攻击。⑵研究了插值操作对图像梯度值的影响，修改了水平集方法的外部能量函数，使得水平集方法的迭代结果更加的鲁棒，从而使水印算法能更好地抵抗几何攻击。⑶当水印嵌入强度一定时，量化向量值的选择会影响水印的不可见性。针对这个问题，本文分别利用匈牙利算法和遗传算法对传统算法中的水印嵌入部分进行了优化。经过实验证明，这两种算法都可以提高水印的不可见性。

目录

文摘

英文文摘

致谢

序

1 绪论

1.1 数字水印技术的研究背景

1.2 图像数字水印的概念和性质

1.3 图像数字水印的分类

1.4 几何攻击的概念

1.5 抗几何攻击图像数字水印研究现状

1.5.1 非盲检测抗几何攻击的图像数字水印算法

1.5.2 盲检测抗几何攻击的图像数字水印算法

1.6 抗几何攻击图像数字水印的研究意义

1.7 本文的所做的工作

2 基于水平集方法的几何活动轮廓模型

2.1 变分方程的相关数学基础

2.1.1 变分法

2.1.2 梯度下降法

2.1.3 有限差分法

2.2 曲线演化理论

2.3 水平集方法

2.4 无需重新初始化的水平集方法

2.5 本章小结

3 基于水平集方法的多比特鲁棒水印

3.1 利用水平集方法确定单位圆位置

3.2 水印嵌入过程

3.2.1 伪Zernike矩的计算

3.2.2 伪Zernike矩的选择与水印嵌入

3.2.3 含水印图像生成

3.3 水印提取过程

3.4 实验结果

3.5 本章小结

4 多比特水印方案中的优化问题

4.1 针对水平集方法的鲁棒性优化

4.1.1 优化方案

4.1.2 实验结果

4.2 针对水印不可见性的优化

4.2.1 基于匈牙利算法的水印图像质量优化

4.2.2 基于Logistic映射和遗传算法的水印图像质量优化

4.3 本章小结

5 结论

参考文献

作者简历

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