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(dá)到了前所未有的深度和廣度，隨之而來(lái)的非法復(fù)制、篡改等侵權(quán)問(wèn)題越來(lái)越受到人們的關(guān)注，保護(hù)版權(quán)者及作者的利益仍然是信息安全領(lǐng)域的一個(gè)熱門話題。作為信息隱藏的一個(gè)重要分支——數(shù)字水印技術(shù)使得人們?cè)诓挥绊憯?shù)字產(chǎn)品使用質(zhì)量的前提下，將具有特定意義的標(biāo)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(dá)到版權(quán)保護(hù)和內(nèi)容認(rèn)證的目的。 空間域水印算法比較簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)量較小，計(jì)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(jué)系統(tǒng)HVS模型相結(jié)合來(lái)決定嵌入水印的強(qiáng)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(wèn)題，或者只解決圖像的內(nèi)容認(rèn)證問(wèn)題。因此，研究魯棒、不可見(jiàn)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(lái)在國(guó)際上引起了極大的關(guān)注。 本文主要對(duì)圖像數(shù)字水印算法進(jìn)行了研究，主要

3、利用變換域的小波變換來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字水印的嵌入和提取，這是因?yàn)樾〔ㄗ儞Q可以將信號(hào)或圖像按小波基分層次展開(kāi)，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(jìn)行比較精確的圖像拼接，所以可以根據(jù)圖像信號(hào)的性質(zhì)以及事先給定的圖像處理要求確定展開(kāi)的級(jí)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(diǎn)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(duì)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(jìn)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(jí)小波變換后的低頻子帶上，通過(guò)改變對(duì)應(yīng)位置上的小波系數(shù)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)的嵌入水印圖像。實(shí)驗(yàn)表明，該算法能抵抗常見(jiàn)的攻擊，有很強(qiáng)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(duì)各級(jí)小波分解和奇異值分析

5、的影響等，重點(diǎn)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(duì)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(duì)原始圖像進(jìn)行小波變換，把SVD思想運(yùn)用到小波變換后的系數(shù)矩陣中，實(shí)現(xiàn)灰度圖像的嵌入。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(duì)原始圖像分塊，先將第一個(gè)不可見(jiàn)水印嵌入原始圖像的低頻域以保護(hù)圖像版權(quán)，然后將第二個(gè)不可見(jiàn)水印嵌入原始圖像的中頻域中以認(rèn)證圖像。實(shí)驗(yàn)表明，該雙數(shù)字水印系統(tǒng)達(dá)到了版權(quán)和內(nèi)容保護(hù)的目的。 本文的創(chuàng)新點(diǎn)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(shí)實(shí)現(xiàn)版權(quán)保護(hù)和內(nèi)容認(rèn)證的領(lǐng)域。該算法是在原始圖像中嵌入兩個(gè)不可見(jiàn)水印，一個(gè)不可見(jiàn)的水印嵌入原始圖像的低頻域

7、以保護(hù)圖像版權(quán)，另一個(gè)不可見(jiàn)水印嵌入原始圖像的中頻域中以認(rèn)證圖像，起到雙重保護(hù)的作用。 2.針對(duì)保密通信提出了一種改進(jìn)的基于SVD和DWT的雙數(shù)字水印算法，該算法已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無(wú)序提取，可以實(shí)現(xiàn)軍事領(lǐng)域不同任務(wù)或者密報(bào)的傳達(dá)。該算法使用兩個(gè)密鑰Keyl和Key2把不同的信息藏在圖像的不同位置以實(shí)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(shí)現(xiàn)保密通信。