基于變換域的雙數(shù)字水印的研究.pdf

1、數(shù)字產(chǎn)品已經(jīng)成為人們主要的信息交流方式，從Intemet獲得信息達到了前所未有的深度和廣度，隨之而來的非法復(fù)制、篡改等侵權(quán)問題越來越受到人們的關(guān)注，保護版權(quán)者及作者的利益仍然是信息安全領(lǐng)域的一個熱門話題。作為信息隱藏的一個重要分支——數(shù)字水印技術(shù)使得人們在不影響數(shù)字產(chǎn)品使用質(zhì)量的前提下，將具有特定意義的標記(水印)依據(jù)某種數(shù)字水印算法嵌入到數(shù)字產(chǎn)品中，達到版權(quán)保護和內(nèi)容認證的目的。 空間域水印算法比較簡單，數(shù)據(jù)量較小，計算速度通

2、常較快，但是信息隱藏的魯棒性差。而變換域水印算法雖然比較復(fù)雜，數(shù)據(jù)量較大，但是變換域的能量分布集中，容易與人類視覺系統(tǒng)HVS模型相結(jié)合來決定嵌入水印的強度，信息隱藏的魯棒性較好。 目前，絕大多數(shù)數(shù)字水印算法在功能上是單一的，或者只解決圖像的版權(quán)問題，或者只解決圖像的內(nèi)容認證問題。因此，研究魯棒、不可見的雙數(shù)字水印技術(shù)成為當(dāng)前具有挑戰(zhàn)性的熱門方向，近年來在國際上引起了極大的關(guān)注。 本文主要對圖像數(shù)字水印算法進行了研究，主要

3、利用變換域的小波變換來實現(xiàn)數(shù)字水印的嵌入和提取，這是因為小波變換可以將信號或圖像按小波基分層次展開，小波變換具有放大、縮小和平移的數(shù)學(xué)顯微鏡功能，并且能夠進行比較精確的圖像拼接，所以可以根據(jù)圖像信號的性質(zhì)以及事先給定的圖像處理要求確定展開的級數(shù)，并將其應(yīng)用于信息隱藏領(lǐng)域。目前應(yīng)用較多的是圖像數(shù)字水印技術(shù)，它能夠提高信息隱藏的魯棒性。所做的主要工作及創(chuàng)新點如下： 本文的主要工作有： 首先，本文以靜態(tài)數(shù)字圖像為研究對象，在分

4、析了空間域和變換域幾種典型的數(shù)字水印算法的基礎(chǔ)上，由于基于空間域的LSB算法安全性不高，容易把隱藏在末位的信息抹去，提出了一種改進的基于小波變換的數(shù)字水印算法。該方法借鑒了空間域LSB算法的思想，把水印嵌入到圖像三級小波變換后的低頻子帶上，通過改變對應(yīng)位置上的小波系數(shù)實現(xiàn)自適應(yīng)的嵌入水印圖像。實驗表明，該算法能抵抗常見的攻擊，有很強的魯棒性。 其次，深入分析了奇異值分解的原理和小波變換的原理以及圖像處理對各級小波分解和奇異值分析

5、的影響等，重點研究了基于離散小波變換的單水印和雙水印算法。結(jié)合空間域算法的思想和圖像的多分辨率分析對子圖奇異值的影響，提出了一種在小波域子帶中修改小波系數(shù)和奇異值系數(shù)的數(shù)字水印算法。該算法基于奇異值分解和離散小波變換，對原始圖像進行小波變換，把SVD思想運用到小波變換后的系數(shù)矩陣中，實現(xiàn)灰度圖像的嵌入。實驗驗證，該算法有很好的抗噪和抗壓縮效果。 最后，在研究單數(shù)字水印的基礎(chǔ)上，提出了一種基于SVD和DWT的雙數(shù)字水印算法。該算法

6、根據(jù)圖像的紋理特征對原始圖像分塊，先將第一個不可見水印嵌入原始圖像的低頻域以保護圖像版權(quán)，然后將第二個不可見水印嵌入原始圖像的中頻域中以認證圖像。實驗表明，該雙數(shù)字水印系統(tǒng)達到了版權(quán)和內(nèi)容保護的目的。 本文的創(chuàng)新點是： 1.提出一種基于SVD和DWT的雙數(shù)字水印算法，該算法是一種魯棒性的雙數(shù)字水印算法，可以應(yīng)用在同時實現(xiàn)版權(quán)保護和內(nèi)容認證的領(lǐng)域。該算法是在原始圖像中嵌入兩個不可見水印，一個不可見的水印嵌入原始圖像的低頻域

7、以保護圖像版權(quán)，另一個不可見水印嵌入原始圖像的中頻域中以認證圖像，起到雙重保護的作用。 2.針對保密通信提出了一種改進的基于SVD和DWT的雙數(shù)字水印算法，該算法已經(jīng)實現(xiàn)了無序提取，可以實現(xiàn)軍事領(lǐng)域不同任務(wù)或者密報的傳達。該算法使用兩個密鑰Keyl和Key2把不同的信息藏在圖像的不同位置以實現(xiàn)保密通信，擁有密鑰的人可以根據(jù)自己的密鑰提取相應(yīng)的水印信息或者接收不同的任務(wù)，并不影響其他人提取信息或者接受任務(wù)，從而實現(xiàn)保密通信。