近年来,多媒体存储与传输技术的不断进步,特别是Internet技术的盛行,带动了数字媒体应用的迅猛发展。这些技术给人们带来了极大的方便,但随之而来的副作用也十分明显,例如任何人都可以通过网络轻而易举地得到他人的原始作品,尤其是数字化的图像、音乐、电影等,甚至有些人不经作者的同意而对原作品任意加以复制、修改,严重地侵害了作者的著作权,因此如何在网络中实施有效的版权保护和解决信息安全的问题,也就成为了一个迫在眉睫的研究课题。在这种情况下,一种专门解决互联网上多媒体信息安全的技术——数字水印技术诞生了,它将水印嵌入到数字化媒体中,然后通过对它的检测(提取)来对图像的使用情况进行跟踪,从而实现隐藏传输、存储、版权保护等功能,目前数字水印己经成为多媒体版权论证和完整性保护的有效手段。 本文以静止图像为研究对象,首先对水印技术中亟待解决的问题进行了研究,接着将目前最流行的图像处理技术(如小波变换、马尔可夫随机场)引入到数字水印中来,创造性地提出了基于小波变换与马尔可夫随机场的数字水印解决方案。主要研究内容包括以下几点: (1)研究了水印信号的预处理技术 本文对水印信号的预处理技术进行了详细地分析和研究:在水印的调制方面提出了混沌调制法;在图像水印的置乱方面,提出了基于仿射变换的置乱方法;在纠错编码方面,引入了BCH编码。 (2)系统地分析了应用于数字水印的小波基的选择 本文详尽地分析了小波本身的性质,如正则性、消失矩阶数、支撑长度以及小波图像能量在低频带的聚集程度对水印稳健性的影响。讨论了小波基选择的依据,此外,也从稳健性的角度探讨了小波嵌入频带的选取。 (3)提出了基于小波变换与马尔可夫随机场的数字水印方法 本文将马尔可夫随机场引入到数字水印技术中来,利用其对图像视觉效果建模,求取各象素点的允许失真值。利用允许失真值与信噪比,达到根据图像内容自适应嵌入水印的目的,从而有效的提高水印的平均嵌入强度。在此基础上,利用图像统计特征,还提出了一种基于马尔可夫随机场与小波变换的盲水印方案。该方法提取水印时不需原始图像,水印提取方法简单、速度快,具有更好的实用性。