鲁棒数字图像水印方法研究

来源 :山东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:finney_young
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当代世界,随着电子技术和计算机技术的迅猛发展,数字多媒体内容的广泛普及使得数字多媒体内容的传播、拷贝和存储变得十分简单、便捷。数字技术的发展改变了人们的观念和生活方式,大多数人都能够通过互联网找到需要的各种格式的资料,并能方便的下载、篡改、存储和传播,从而使得数字多媒体内容的安全性问题十分严峻。例如数字内容的版权保护问题和数字内容的传输安全问题等。怎样保证数字多媒体内容不被非法的阅读;怎样保证数字多媒体内容不被篡改和山寨;怎样保护数字多媒体内容的版权所有者的合法权益,等等这些问题都成为学术界和产业界共同关注和期待解决的重大课题。数字水印技术便诞生于如此背景之下。数字水印技术就是通过一定的数字内嵌算法,将特制的、不可见的标记信息(如文本、图像、音频、视频等)隐藏到数字图像、声音、视频等数字作品中,以此达到确定版权所有者、认证数字内容、识记合法购买者、控制拷贝、确定所有权认证和跟踪侵权操作等的目的。数字水印技术不仅提供了保护数字内容合法权益的方案,也同样适用于其他很多方面。如今,数字水印技术在数据的检测和跟踪、广播监控、互联网付费服务、电子商务的认证等方面都具有十分广泛的应用。本论文在借鉴前人研究的基础上,对数字图像水印技术进行了研究,并提出了几个鲁棒水印方案。本论文的主要内容包括以下几个方面:首先,对数字水印的模型、特性、分类和攻击做了较为简洁的综述,对当前被多数数字水印研究人员一致采纳的水印评价指标进行了概述和分析,并对数字水印技术的应用领域和发展前景挑战进行了介绍和探讨,为接下来较为深入的研究数字水印的具体算法奠定了理论基础。其次,简要介绍了以图像为载体的数字水印技术(被嵌入的信息可以是任何形式的数字内容),即数字图像水印技术。以鲁棒性为依据,着重介绍了不强调鲁棒性或脆弱性的普通图像水印、鲁棒图像水印和脆弱图像水印,并分析了典型的算法。随后,通过简要介绍小波变换的基本理论及其应用,并对第二代图像压缩编码方法中的JPEG2000压缩标准的编解码结构、主要特性和其中的小波变换。结合小波的多分辨率分析的思想,提出一种基于DWT的抗JPEG2000攻击的数字图像水印算法,该算法中以二值图像作为水印信息。该算法首先对原始图像进行两级离散小波变换,嵌入区域选择了高频细节子带系数LH2、HL2和HH2,并利用抖动调制算法将水印信息嵌入原始图像中,保证了水印的不可见性和较好的鲁棒性的统一。之后利用MATLAB对该算法进行实验仿真和分析,该算法不仅能保持很好的图像质量,对JPEG2000压缩有很好的鲁棒性,而且对常见的剪切、噪声、旋转等攻击具有较好的抗攻击性。数字水印技术作为版权保护的关键技术之一,经过近十几年的快速发展,已经取得了许多突破的进展,并有大量的研究成果产出。并且,许多领域的研究学者已经或者开始关注数字水印的研究,每年都有众多大小规模的学术会议在全球各地召开。然而,在这样令人振奋的发展背后,数字水印技术的前景仍然面临着各种亟待解决的问题以及许多有待突破的关键课题。目前,能够统一数字水印研究基础的数学模型尚未建立起来,数字水印容量分析方面、水印性能评价指标以及政策法规方面都没有取得突破性的成果。论文的最后进行了总结并对数字水印技术的发展前景进行了展望。
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