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安徽大学硕士学位论文摘要
摘要
密码学在多媒体内容保护和完整性认证等方面具有着无法克服的局限性,使
众多学者开始关注并深入研究数字水印技术,将其作为重要的信息安全技术,和
密码学一起保护多媒体数据的安全。数字水印技术将数字、序列号、文字等版权
信息嵌入到多媒体数据中,起到版权跟踪和版权保护的作用,在图像、声音、文
本、视频等多种数字化的产品中得到了广泛的应用, 成为多媒体信息安全研究领
域的一个热点问题。随着 3G 时代的来临,基于智能手机平台的各种多媒体增值
业务的不断推出,如何行之有效的在智能手机平台上保护多媒体数据的安全也日
益成为重要的研究课题。
本文借助于矢量量化方法,研究了实现矢量量化数字水印算法的多种技术:
在码书生成环节对码书生成方法进行了改进;水印嵌入环节对编码方式进行了改
进。针对智能手机平台的特点,设计了基于 Symbian 智能手机平台的数字水印嵌
入和提取算法。最后在诺基亚手机上进行仿真实验。主要工作内容及具体改进点
如下:
(1)深入研究矢量量化的基本理论,对传统矢量量化方法的优缺点进行了
分析,研究了目前基于矢量量化水印算法所存在的问题,为后面算法
的改进奠定了基础。
(2)在矢量量化过程中,针对不同图像区域特点,将图像分割的思想应用
于码书设计中,通过采用 T-混合模型和贪婪 EM 算法对图像特征进行
建模,使图像划分为若干区域,分别量化生成码书,以提高量化结果,
并嵌入水印信息。实验提高了嵌入水印后的图像质量。
(3)针对矢量量化过程数据量大的缺点,将图像降维的方法应用于量化过
程,利用 PCA 降维算法提取图像特征,以减少需要量化的数据量;同
时针对降维后不同数据的特征,采用非均匀的量化步长对其进行分类,
从而降低量化误差,提高了嵌入水印后的图像质量。
(4)针对智能手机平台的计算能力弱、精度要求低等限制,采用基于图像
熵分类的方法为不同图像设计水印算法,以达到降低运算复杂度的目
的;同时也针对同类图像所具有的相似性,为同类别图像设计通用的
码书,以达到简化运算过程,满足手机操作实时性的要求;并采用曼
I
安徽大学硕士学位论文摘要
彻斯特编码方式嵌入水印,提高了水印的抗攻击能力。
(5)根据人类视觉特征,按照视觉的选择性机制,结合多分辨率分析的方
法提取图像特征,选择符合人类视觉特征的区域作为水印嵌入位置,
进行量化并嵌入水印信息。嵌入水印后的实验结果表明该算法具有较
好的视觉效果。
(6)采用 Symbian 智能手机操作系统作为开发平台,在需求分析的基础上,
设计了数字水印嵌入和提取的原型系统,并在诺基亚手机上进行了仿
真。
关键词:矢量量化;码书设计;数字水印;Symbian 系统;智能手机
II
安徽大学硕士学位论文 Abstract
Abstract
Cryptography has not e the limitations in the multimedia content
protection and integrity certification. Therefore, many scholars have paid attention
and in-depth study to digital watermarking technology. As an important information
security technology, digital watermarking has been used to protect multimedia data
security together with cryptography. In order to track and protect copyright, the digital
watermarking technology embeds copyright information such as digits, series
numbers, text into multimedia medium. It has been widely applied to many kinds of
digital products such as image, sound, text, video and so on. With the ing 3G
era, all kinds of multimedia services based on sma