基于離散運(yùn)算的自適應(yīng)魯棒數(shù)字圖像水印算法研究【文獻(xiàn)綜述】

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述通信工程通信工程基于離散運(yùn)算的自適應(yīng)魯棒數(shù)字圖像水印算法研究基于離散運(yùn)算的自適應(yīng)魯棒數(shù)字圖像水印算法研究摘要摘要：用水印技術(shù)將某些信息隱藏在數(shù)字作品中以保護(hù)版權(quán)是近年來的一個(gè)研究熱點(diǎn)。目前數(shù)字水印出現(xiàn)了許多算法思路，也已經(jīng)有相應(yīng)的產(chǎn)品和解決方案推出。本文對(duì)魯棒數(shù)字圖像水印的研究歷史和研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹和歸納，最后對(duì)魯棒數(shù)字圖像水印的發(fā)展動(dòng)向和趨勢(shì)作了簡(jiǎn)述。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：數(shù)字水??；空間域；變換域；小波變換；

2、魯棒性。1.1.背景背景多媒體技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展在很多方面改變了人類的生活，人們的很多創(chuàng)作與生產(chǎn)的成果都可以借此以數(shù)字的方式存貯和傳輸，這也使得通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布和傳播圖像、語音、視頻等電子數(shù)據(jù)變得更加便利[1]。但數(shù)字作品在網(wǎng)絡(luò)中被非法拷貝和非法傳播的現(xiàn)象日益嚴(yán)重，傳統(tǒng)意義上的版權(quán)保護(hù)在數(shù)字作品中失去了意義。為了能有效地解決信息安全與產(chǎn)權(quán)保護(hù)等問題，在這幾年來，出現(xiàn)了加解密、數(shù)字簽名、數(shù)字指紋、數(shù)字水印等多種技術(shù)。其中數(shù)字水印

3、是起于上世紀(jì)90年代初一門嶄新技術(shù)[2]，它用人眼不可覺察的方式來修改圖像，嵌入數(shù)據(jù)，而且在需要時(shí)能提取或檢測(cè)出嵌入信息[3]。數(shù)字水印是嵌入在數(shù)據(jù)中，具有抗檢測(cè)、抗偽造和抗擦除的特性并且不影響數(shù)據(jù)合法使用、具有可鑒別性的數(shù)據(jù)。數(shù)字圖像水印技術(shù)利用了現(xiàn)代信號(hào)處理的方法，在圖像中嵌入隱藏的圖像標(biāo)記信息。數(shù)字水印技術(shù)包括水印嵌入過程和水印提取檢測(cè)過程。其嵌入過程是選擇某種數(shù)字水印技術(shù)結(jié)合密鑰將水印信息嵌入到原始圖像之中，然后后得到嵌入水印后

4、的圖像[1]。2.2.數(shù)字水印的特點(diǎn)數(shù)字水印的特點(diǎn)數(shù)字圖像水印具有如下主要特點(diǎn)[2]：(1)隱秘性：即水印是不易察覺的，水印技術(shù)的首要條件是在加入水印后，圖像和原始圖像基本上相同，質(zhì)量不能因水印的加入而出現(xiàn)明顯的改變，水印不應(yīng)明顯干擾其宿主圖像。(2)魯棒性：水印必須難以被破壞或偽造。一般來說，水印應(yīng)當(dāng)具有：一般信號(hào)處理(噪聲、平滑、增強(qiáng)等信號(hào)濾波，DA、AD轉(zhuǎn)換，有失真壓縮等)，幾何變換(平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、裁剪)，以及欺騙攻擊(包括共

5、謀攻擊和偽造)下的魯棒性。(3)確定性：即具有可證明性，水印所攜帶的信息能夠被唯一確定，能為受保護(hù)的信息產(chǎn)品版權(quán)提供完全和可靠的證明。高志榮，陳傳波[12]給出了一種基于離散余弦變換的數(shù)字圖像水印算法，該算法在對(duì)水印圖像加密的基礎(chǔ)上作DCT變換。實(shí)驗(yàn)證明該方法在嵌入強(qiáng)度小于0.5時(shí)具有良好的不可見性，并能有效地抵抗JPEG壓縮和高斯白噪聲。此算法如下：1)讀取原始圖像和水印圖像到二維數(shù)組c0和w0。2)產(chǎn)生一個(gè)加密序列a其維數(shù)等同于w0

6、，并DCT變換后的水印數(shù)組加密。3)將原始圖像c0分割為互不覆蓋的圖像block1，并對(duì)每個(gè)分塊分別進(jìn)行DCT變換，得到block2。4)在每個(gè)block2中按照公式block2=block2aw0嵌入水印的分量，再對(duì)每個(gè)圖像塊進(jìn)行IDCT變換。5)將(4)得到的每個(gè)圖像塊放回原來的位置就得到嵌入了水印的圖像。假設(shè)原始圖像矩陣的大小為MN，則其二維離散余弦變換的定義如下：，（1）NqnMpmAaaBMmNnmnqppq2)12(cos2

7、)12(cos1010???????????P=0，1，2，...，M1，q=0，1，2，...，N1式中其中Bpq稱為矩陣A的DCT系數(shù)。DCT是一種可逆變換，逆變換為，（2）NqnMpmBaaApqqpMpNqmn2)12(cos2)12(cos1010???????????m=0，1，2，...，M1，n=0，1，2，...，N1上式的含義是任何MN的矩陣A都可以表示為一系列函數(shù)的和。該算法具有很好的魯棒性和抵抗JPEG壓縮以及抗

8、高斯白噪聲的能力。(2)DWT變換：基于DWT(離散小波變換)變換的水印技術(shù)因?yàn)樾〔ɡ碚摰难芯咳遮呁晟?，且小波多尺度分析方法的?yīng)用也愈來愈廣泛，尤其是在信號(hào)和圖像處理中有良好的時(shí)頻特性，這使基于小波變換的數(shù)字水印技術(shù)成為研究熱點(diǎn)[15]。在小波多分辨分析的基礎(chǔ)上，可以充分利用人類視覺模型的一些特性使嵌入載體的信息量、隱秘性和魯棒性達(dá)到一個(gè)較完美的程度。基于小波變換的數(shù)字水印技術(shù)是首先對(duì)圖像進(jìn)行多分辨率分解，將圖像分解成不同空間、不同頻率