文档介绍：电子科技大学
硕士学位论文
基于小波的数字水印算法设计与实现
姓名:李斌
申请学位级别:硕士
专业:计算机软件与理论
指导教师:章毅
20070501
摘要随着多媒体技术和网络技术的飞速发展和广泛应用,对数字多媒体产品的存储、处理和传输变得越来越方便和快捷,但同时也带来了数字版权的问题。采用传统的加密技术,对其进行保护是一种常用的手段,但是一旦解密,数据就不再受到保护了。数字水印技术为这一问题提供了一个有效的解决手段,它被认为是对多媒体数据进行保护的最后一道屏障。本文针对基于小波域的数字水印技术中的一些重要问题展开研究,主要做了以下几个方面的工作:系统介绍了数字水印技术的发展现状、基本模型、特征、分类和应用,重点分析了现有典型技术的策略;系统地论述了水印信号的设计、产生和预处理技术、数字水印技术的攻击方法,并对数字水印的发展方向作了一个展望。接着阐述了图像小波分解的相关理论,并着重分析了其小波系数特征。在此基础上,将离散小波变换、人类视觉系统突煦绲燃际跤τ糜谑炙〈怼针对数字图像版权保护和内容完整性认证目的,利用图像本身所具有的纹理特征,本文提出了自适应嵌入水印的强鲁棒性算法和具备篡改定位能力的自嵌入半脆弱水印算法。鲁棒性算法:考虑到人类视觉系统匦院托〔ū浠惶匦裕岢隽艘恢中的自适应水印算法。将小波变换后的图像的小波系数组成小波子块,根据人类视觉系统匦裕捎枚嗖问孕〔ㄗ涌榻蟹掷唷8莘掷嘟峁岷闲〔ū换特性,将不同强度的水印嵌入到不同的小波子块中。实验证明本算法鲁棒性较强,能抵抗常见的各种图像攻击。半脆弱算法:从静止图像认证的角度,提出了一种基于小波变换的、可以准确定位篡改区域的半脆弱数字水印算法。先对宿主图像小波分解,利用低频和中频系数的排列次序选择水印嵌入位置,引入混沌序列映射调制水印信号,嵌入基于图像内容的水印。根据实验结果可知,本算法的不可见性好,检测时不需要原始图像,抗压缩的抵抗力较强,对剪切等恶意篡改是敏感的,而且篡改定位比较准确。本文给出了所有提出的算法的实验数据,并经过大量仿真实验进行了性能分析。实验结果表明,两种算法都具有良好的鲁棒性和不可见性。最后,总结了本文的工作,指出了进一步研究的方向,并对数字水印的发展作了展望。
关键词:数字水印,小波变换,混沌,鲁棒,半脆弱
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躲避言署瓣日期:唧年尹月矽独创性声明关于论文使用授权的说明为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名:本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文
第一章绪论引言随着信息技术和计算机网络的飞速发展,数字多媒体信息包括图像、文本、音视频、三维模型的存储、复制与传播变得非常方便。我们在通过互联网方便快捷的获取多媒体信息的同时,还可得到与原始数据完全相同的复制品,这就带来了对数字媒体原创者的版权和经济利益如何保护以及数字媒体信息是否安全可信等诸多问题。由此引发的信息安全问题、盗版问题和版权纷争问题已成为日益严重的社会问题。因此,对多媒体内容的版权保护与内容鉴别成为我们所处的这个信息时代所急待解决的问题。密码技术是信息安全技术领域的主要传统技术之一,一般采用将明文加密成密文的秘密密钥系统或公开密钥系统,其保护方式都是控制文件的存取,即将文件加密成密文,使非法用户不能解读。但是传统的加密方法对多媒体内容的保护和完整性认证具有一定的局限性。首先,随着计算机处理能力的快速提高,这种通过不断增加密钥长度来提高系统密级的方法变得越来越不安全;其次,加密方法只用在通信信道中,一旦被解密,信息就完全变成明文;另外,密码学中的完整性认证是通过数字签名方式实现的,它并不是直接嵌入到多媒体信息当中,因此无法察觉信息在经过加密系统之后的再次传播与内容的改变。针对上述传统安全技术的缺陷,许多研究人员开始尝试用各种信号处理方法对多媒体数据进行隐藏加密,并将该技术用于制作多媒体的数字水印。数字水印技术正好弥补了加密技术和数字签名技术的不足,将具有确定性和保密性的信息直接嵌入到原始数据并作为原始数据的一部分