文档介绍：武汉理工大学
硕士学位论文
基于DWT的鲁棒与半脆弱图像数字水印算法研究
姓名:阿德兰
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:刘泉
20100301
摘要随着数字产品和国际互联网的迅猛发展,数字产品在版权保护和内容真实性认证方面正面临着越来越严峻的挑战。近年来,日渐成熟的鲁棒的和半脆弱的数字水印以及小波变换等技术,正逐步成为解决版权保护问题的重要手段之一。在对已有的水印算法进行分析的基础上,本文重点研究小波域的鲁棒的和半脆弱的数字水印系统,并围绕鲁棒水印系统中的人类的视觉模型,水印检测和抗攻击性能以及半脆弱水印系统中的内容认证等方面进行了深入的研究。对于鲁棒性数字水印技术,重点细致研究和分析了水印的嵌入和提取算法。本文对于鲁棒的水印技术所采用的是首先使用变换将水印信息进行置乱处理,再结合扩频技术对置乱后的水印信息进行预处理,以增加水印的安全性和鲁棒性。结合人类视觉特点,将水印信息嵌入到缎〔ū浠坏腖分量中,能获得很好的鲁棒性。运用常见的加噪,中值量化和几何攻击等图像处理操作对嵌入水印后的图像进行攻击,结果显示该算法对加噪,中值量化和几何攻击也具有很强的鲁棒性。对于半脆弱数字水印技术,重点从嵌入算法和认证算法两方面进行了研究和分析。本文提出了基于小波域的半脆弱水印算法,它充分利用了小波变换的特点以及人眼的视觉特性,将水印信息嵌入到图像禗的第二层的琀中,这样既不影响原始图像视觉效果,也能很好的对图像内容及完整性进行验证。从含水印图像的不可见性,抵抗噪声、压缩等攻击的鲁棒性以及判断是否发生篡改,并定位出篡改区域等几个方面来对算法进行评估,结果表明该算法也具有较强的鲁棒性。其中对篡改的判断是通过篡改评估函数以及篡改定位图来判别的。在没有受到攻击时,篡改评估函数的值趋于零,而一旦篡改函数的值逐渐增大时,则篡改的程度也随之增大。最后,本文从对篡改的可检测性、算法安全性、可靠性、水印不可感知性等多个角度出发,对本算法与半脆弱性的典型算法进行了比较研究。理论分析和实验结果均表明该算法既能抵抗伪认证攻击,又保持了很好的局部篡改检测功能,是一种安全、有效、可靠的半脆弱数字水印算法。关键字:鲁棒数字水印,半脆弱数字水印,变换,┢导际武汉理工大学硕士学位论文
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研究生┟:尚返际签名和六角期舻学位论文使用授权书独创性声明取得的研究成果。尽我所知,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,也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。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了谢意。本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文,并向社会公众提供信息C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及服务。
第滦髀课题研究的目的与意义随着信息技术的迅速发展和互联网的日益普及,基于数字化的多媒体信息交流达到了前所未有的深度和广度,它使得图像、音频和视频等多媒体信息的传输更为快捷便利,显著提高了信息表达的效率和准确性,给人们带来了极大的好处。但由于数字媒体ㄎ谋尽⑼枷瘛⒁羝怠⑹悠易存储、复制、篡增加。因而,网络环境下的多媒体版权保护和信息安全迫在眉睫,采用多种手段对数字作品进行保护、对侵权者进行惩罚已经成为十分迫切的工作。传统的版权保护措施是对原始数据作品采取访问控制以及加密措施。但这于众,而其对数字作品的版权保护作用也随即消失,因此访问控制和加密技术无法防止数据的非法复制和数字媒体的知识产权的鉴别,只能对数据进行有限的保护。新近出现的数字水印技术是一种可以在开放网络环境下保护版权和认证来源及完整性的新型技术。这一技术正好弥补了访问控制和密码技术的这一不足,它将具有保密性和唯一性的信息缟矸萑现ば畔直接嵌入到原始数据并作为原始数据的一部分而保留在其中,因而即使在解密之后仍可以对数据的复制和传输进行跟踪,从而实现了对多媒体数据的有效保护。然而,随着数字水印技术研究的深入,人们逐渐认识到,目前以版权保护为目标的水印的鲁棒性和安全性尚未完全通过测试,它们抵抗几何攻击和时间畸变的能力仍需进一步改善。另一方面,水印的脆弱性在多媒体内容的完整性认证或篡改检测方面有着独特的优越性。结合水印的鲁棒性与脆弱性的特点,本文即采用一种基