基于视觉特性的变换域图像水印技术研究与应用

摘要

互联网的高速发展使得数字多媒体信息的版权保护问题日益严重，尤其是被广泛使用的数字图像信息。对于数字图像拥有者的个人信息的隐藏或者证明问题日益需要新的技术来解决，数字水印技术应运而生。数字水印技术源于图书的水印技术，能够将个人的数字信息，也被称为水印，以不被人眼察觉的方式嵌入到数字图像中，并能够随时对水印进行提取和校验。因此数字水印技术的研究对版权保护具有重要意义和实用价值。
　　目前数字水印技术主要分为空域水印技术和频域水印技术，其中频域水印技术因其具有更好的透明性和鲁棒性逐步成为数字水印技术的研究热点。本文分析框架变换的时频特性，根据人眼视觉敏感特性建立了一个框架域的系数失真敏感模型;然后提出了一种单点嵌入式的框架域非盲水印算法，利用框架域视觉掩盖值优化水印嵌入位置，以提升水印算法的透明性;随后分析了非盲水印算法中含水印图像中“斑块“效应的产生原因，并提出了动态掩盖思想以消除这种”斑块“效应，进一步提升水印算法的透明性;最后提出了一种基于帧内预测的框架域盲水印算法，引入拥挤度来优化盲水印算法的嵌入位置随机生成，以解决水印嵌入过于集中的问题，并借鉴分段嵌入思想来优化水印嵌入强度，以解决极端情况下水印嵌入幅值过大问题。两种水印算法均经过水印嵌入和水印攻击实验验证，结果表明本文算法嵌入的水印具有较好的透明性和一定的鲁棒性。
　　最后，本文采取C＃、C++和Matlab混合开发的方式实现了水印算法软件，其中核心的图像处理部分采用Matlab进行了实现。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 数字水印国内外研究现状

1．3 论文工作及结构

第2章 相关理论和关键技术研究

2．1 框架变换

2．2 人类视觉系统

2．3 本章小结

第3章 基于视觉特性的自适应非盲水印算法

3．1 框架变换特性分析

3．2 框架域视觉敏感模型

3．3 基于视觉特性的自适应水印算法

3．3．1 水印置乱

3．3．2 水印嵌入流程

3．3．3 水印提取流程

3．4 考虑动态掩盖的改进的水印嵌入算法

3．5 实验结果及分析

3．5．1 水印算法透明性结果

3．5．2 水印算法鲁棒性结果

3．5．3 动态掩盖结果对比

3．5．4 变换域对比实验结果

3．6 本章小结

第4章 基于帧内预测的框架域盲水印算法

4．1 帧内预测

4．2 框架域图像盲水印算法

4．2．1 水印嵌入位置

4．2．2 水印嵌入强度

4．2．3 盲水印算法的嵌入和提取流程

4．3 盲水印算法实验结果

4．4 本章小结

第5章 数字水印的软件实现

5．1 Matlab工具箱

5．2 C＃与Matlab混合编程

5．3 Matlab与C＃混合编程

5．4 水印算法软件实现框架

5．5 数字图像水印软件界面

5．6 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 本文工作总结

6．2 未来工作及展望

参考文献

攻读硕学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢