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《天津大学》 2010年
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基于DCT域的图像数字盲水印算法设计及硬件实现

常晔  
【摘要】:近年来,半导体技术不断发展,CMOS图像传感器以其集成度高、成本低、功耗低、设计简单等优点,在卫星遥感、视觉监控、工业检测、军事侦察、医疗诊断等许多领域取得了越来越广泛的应用。随着集成电路工艺尺寸的缩小,越来越多的图像处理功能被集成到CMOS图像传感器上,这使得数字水印技术作为图像处理功能的一部分与CMOS图像传感器的结合成为可能。本文提出了一种用于图像和视频版权保护的基于DCT域的数字盲水印算法,并对该算法进行了硬件实现。 在分析了CMOS图像传感器的发展趋势及数字水印技术的发展历史和现状的基础上,本文阐述了将水印算法硬件实现并与CMOS图像传感器结合的可行性与必要性。本文详细介绍了数字水印技术的基本原理、特征和分类,分析了基于DCT域的水印算法的原理、优势和评价标准,并提出了一种盲水印算法。该算法基于DCT,通过对DCT域中中频系数的修改来嵌入水印,以达到保护图像和视频版权的目的。采用了CMOS图像传感器的固定模式噪声作为水印置乱的密钥,将水印与CMOS图像传感器绑定,具有更高的安全性。经验证,该算法具有较好的不可感知性和鲁棒性,嵌入水印后载体图像质量不会受到很大影响,经过一般攻击后仍能提取出水印信息。 然后,对FDCT、IDCT和本文提出的水印嵌入算法进行了硬件实现。FDCT和IDCT采用行列分解法,一维变换采用W.H.Chen快速算法,运算量大大减少。采用多级流水结构,能够满足数据实时性处理的要求。将水印嵌入模块嵌入到FDCT电路中,充分利用FDCT电路数据转置输出的时间,减少了数据的延迟时间,使FDCT电路的输出数据即为嵌入水印后的频域系数。对电路进行了功能仿真和逻辑综合,并在由CMOS图像传感器、硬件开发板和上位机软件组成的硬件验证平台上进行了FPGA验证,经调试能够正常工作,输出的含有水印的图像质量良好,并且能够提取出清晰的水印图像。对电路进行了ASIC后端设计,采用Chartered 0.18μm工艺进行流片。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP309.7

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 于平平;基于VLSI实现的数字图像水印技术研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 吉小娟;基于DCT的数字水印算法研究及其应用[D];华东交通大学;2012年
2 张钉铭;基于FPGA的数字水印算法实现[D];南京航空航天大学;2012年
3 杨林娟;基于版权保护的数字图像水印技术的研究[D];华南理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄继武,YunQ.SHI,程卫东;DCT域图像水印:嵌入对策和算法[J];电子学报;2000年04期
2 孙圣和,陆哲明;数字水印处理技术[J];电子学报;2000年08期
3 曾朝阳,曾德贤,赵继广;CMOS图像传感器新技术综述[J];光学仪器;2005年02期
4 王军;李国宏;;CMOS图像传感器在航天遥感中的应用[J];航天返回与遥感;2008年02期
5 司马苗,周源华;基于FPGA的二维DCT变换的实现[J];红外与激光工程;2003年04期
6 季智,戴旭初;数字水印攻击技术及其对策分析[J];测控技术;2005年05期
7 李春茹,王保保;数字水印稳健性攻击及相应策略[J];计算机仿真;2005年04期
8 李庆诚,窦毅;数字水印的解释攻击与关联性特征[J];计算机应用研究;2005年05期
9 王向阳,杨红颖,赵岩,张炜东,陈利科;基于人眼视觉特性的自适应空域彩色图像数字水印算法[J];辽宁师范大学学报(自然科学版);2004年02期
10 王志雄,王慧琴,李人厚;数字水印应用中的攻击和对策综述[J];通信学报;2002年11期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 傅俊;基于DCT域的静态图像数字水印算法研究[D];武汉科技大学;2007年
2 唐永亮;高速高精度离散余弦变换的设计与实现[D];天津大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨兴江;数字水印技术研究综述[J];阿坝师范高等专科学校学报;2004年04期
2 罗强;刘新;;DCT域基于对角占优阵的安防数字图像水印算法[J];安防科技;2008年04期
3 韩超;王冠凌;凌有铸;瞿成明;;基于罗曼编码全息图的数字水印[J];安徽工程大学学报;2011年03期
4 尚存;高春庚;;基于Arnold变换和DCT变换的数字水印算法[J];安阳工学院学报;2011年02期
5 许旻;孙赢;;基于混沌和Arnlod置乱的水印预处理[J];办公自动化;2009年04期
6 杨森;吕国英;;基于DCT的数字水印鲁棒性研究[J];办公自动化;2010年04期
7 温习;谭月辉;张鹏;董殿伟;;一种结合数字认证基于SVD的数字水印系统[J];兵工自动化;2008年09期
8 钟宁;何遵文;匡镜明;;基于遗传算法的图像水印优化嵌入技术研究[J];兵工学报;2008年09期
9 孔方舟;谢锦辉;;使用置乱技术和DCT变换的小波域数字水印[J];北京广播学院学报(自然科学版);2005年04期
10 张奇志,张春红;一种基于小波变换和最优量化的数字水印技术[J];北京机械工业学院学报;2002年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡蓉;钱斌;张云生;;一种基于SVD和PCA的数字图像水印算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 刘芳;韩英;冯雁;;基于MATLAB的信息隐藏实验设计[A];北京高教学会实验室工作研究会2010年学术研讨会论文集(下册)[C];2010年
3 田蕾;张家树;;基于密钥的混沌数字水印方法[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
4 唐向宏;杨联杰;黄雄军;;基于奇异值分解与KL变换的数字水印算法[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
5 李欣;林代茂;;一种基于标签排序的Swf文件版权保护方法[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
6 刘旻昊;孙堡垒;郭云彪;周琳娜;张茹;钮心忻;;文本数字水印技术研究综述[A];第七届全国信息隐藏暨多媒体信息安全学术大会论文集[C];2007年
7 卢宗庆;谢维信;喻建平;;基于记忆方式的数字水印算法[A];图像 仿真 信息技术——第二届联合学术会议论文集[C];2002年
8 何平;周辉;;一种基于遗传算法的图像信息隐藏算法[A];全国第二届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2007年
9 李艳玲;张翠芳;;基于广义Arnold变换的自适应图像数字水印算法[A];2006中国西部青年通信学术会议论文集[C];2006年
10 闫佩君;陈亮;;基于小波高频分形维数的语音隐藏方法[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈大庆;光学信息处理技术在鲁棒数字水印中的应用研究[D];苏州大学;2010年
2 夏嵬;抗几何攻击的鲁棒数字图像水印算法研究[D];华中科技大学;2010年
3 朱少敏;多媒体数字水印若干关键算法研究[D];中国电力科学研究院;2010年
4 陈海鹏;数字图像真伪鉴别技术研究[D];吉林大学;2011年
5 王丽云;抗几何攻击的视频水印算法研究[D];华中科技大学;2011年
6 李国波;认证与恢复统一的自嵌入水印算法及其拓展应用研究[D];复旦大学;2011年
7 瞿治国;量子信息隐藏协议设计与分析的研究[D];北京邮电大学;2011年
8 张冬芳;3G网络的身份认证与内容安全关键技术研究[D];北京邮电大学;2010年
9 任娜;遥感影像数字水印算法研究[D];南京师范大学;2011年
10 吴戈;基于数字水印的文本信息隐藏方法的研究[D];长春理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 晁玉海;基于二维条码的水印技术研究[D];山东科技大学;2010年
2 欧阳杰;基于灰度图像的信息隐藏算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 兰世爽;基于SIFT特征点的抗几何攻击数字水印研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
4 苗锡奎;基于混合域及分形理论的抗几何攻击数字水印算法研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 李继宁;基于信息安全技术的移动警务通系统设计[D];中国海洋大学;2009年
6 欧阳菲菲;基于神经网络后处理的数字水印算法[D];苏州大学;2010年
7 魏雯;基于小波变换和HVS的彩色图像水印算法研究[D];苏州大学;2010年
8 顾霞芳;基于小波多分辨分析的图像水印算法研究[D];苏州大学;2010年
9 江为苍;基于DCT的自适应彩色图像水印算法研究[D];合肥工业大学;2010年
10 柴天天;基于二维条码QR码的安全复印系统设计与实现[D];北京邮电大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 齐东旭;矩阵变换及其在图像信息隐藏中的应用研究[J];北方工业大学学报;1999年01期
2 邹建成,铁小匀;数字图像的二维Arnold变换及其周期性[J];北方工业大学学报;2000年01期
3 华先胜,石青云;多类水印的同时嵌入[J];北京大学学报(自然科学版);2001年03期
4 徐金东;黎洪松;倪梦莹;;一种基于关系的DCT域数字水印改进算法[J];北京师范大学学报(自然科学版);2007年01期
5 程俊;;基于DCT的数字水印研究与实现[J];电脑知识与技术;2011年04期
6 秦国亮;张治国;;一种基于置乱和融合的图像DCT域信息隐藏算法[J];计算机安全;2009年06期
7 徐国银;朱建银;沈海斌;时晓东;;用于图像认证的水印算法设计与硬件实现[J];电子器件;2007年02期
8 孙圣和,陆哲明;数字水印处理技术[J];电子学报;2000年08期
9 牛夏牧,陆哲明,孙圣和;彩色数字水印嵌入技术[J];电子学报;2000年09期
10 陆哲明,吴昊天,刘忠仁,孙圣和;一种用于版权通知和保护的多功能彩色图像水印算法[J];电子学报;2004年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 于平平;基于VLSI实现的数字图像水印技术研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王秀丽;基于DCT域的图像数字水印技术研究[D];河南科技大学;2010年
2 黄倩蓉;基于DCT的数字水印技术在身份认证中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
3 龚岩;图像数字水印技术研究与实现[D];西安电子科技大学;2007年
4 孙新凤;基于DCT图像特征向量的小波包数字水印研究[D];燕山大学;2007年
5 张晓东;基于Logistic混沌映射的双重数字水印算法[D];哈尔滨理工大学;2008年
6 于涛;基于离散余弦变换的矢量地图水印算法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 赵俊玲;基于DCT的数字水印研究[D];山东大学;2009年
8 丁镠;DCT域水印和文本水印算法的研究[D];江苏大学;2010年
9 董德兴;高性能CIS控制系统及关键ISP技术研究[D];天津大学;2009年
10 苗国义;基于人类视觉系统的DCT域图像水印算法研究[D];华东师范大学;2010年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 高兴波;智能前照灯系统角度传感器数字电路设计[D];天津大学;2012年
2 翟炯;DCT域图像水印算法的FPGA实现[D];西安科技大学;2012年
3 张钉铭;基于FPGA的数字水印算法实现[D];南京航空航天大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邹建成,铁小匀;数字图像的二维Arnold变换及其周期性[J];北方工业大学学报;2000年01期
2 张文选,范 红,胡 屏;CMOS图像传感器介绍[J];长春光学精密机械学院学报;2002年01期
3 陈军,吴成柯;基于整数提升小波变换的彩色图像零树编码算法[J];电路与系统学报;2002年02期
4 黄继武,YunQ.SHI,程卫东;DCT域图像水印:嵌入对策和算法[J];电子学报;2000年04期
5 孙圣和,陆哲明;数字水印处理技术[J];电子学报;2000年08期
6 纪震,张基宏,蒋一峰;小波域的扩频数字图像水印算法[J];电子与信息学报;2001年08期
7 粟伟峰,杨小帆,柏森,赵利军,罗高文;基于离散余弦变换和边缘检测的图像水印技术[J];重庆大学学报(自然科学版);2004年12期
8 尤政,李涛;CMOS图像传感器在空间技术中的应用[J];光学技术;2002年01期
9 顾涛,王汝琳;数字水印技术的研究与应用[J];华北科技学院学报;2004年01期
10 王虹,丁源源,黄俊波;基于混沌的数字图象置乱和水印算法[J];信息技术;2004年08期
【相似文献】
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1 王小敏;王晨;黄胜华;;一种稳健的盲水印算法[J];计算机工程与应用;2006年04期
2 于平平;姚素英;于俊庭;徐江涛;常晔;厉果育;;用于CMOS图像传感器芯片的版权保护盲水印算法[J];光电子.激光;2010年04期
3 李佳丽;蔡翔云;;一种基于DWT和DCT域的灰度图像盲水印算法[J];科技经济市场;2007年04期
4 马睿;任亚辉;;一种嵌入DCT域直流分量的盲水印算法[J];平顶山工学院学报;2007年04期
5 傅南翔;郭子祺;袁泉;;“北京一号”多光谱影像复原方法研究及实现[J];遥感信息;2007年02期
6 方志军;罗桂华;李润午;谭亮;;图像盲水印算法的遗传优化[J];中国图象图形学报;2008年10期
7 汪林林;肖春雷;;基于ROI的多分辨率网格框架的图像检索[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2009年05期
8 李国辉;李亚安;林关成;崔琳;;基于多片DSP的相关匹配算法的研究与实现[J];弹箭与制导学报;2010年01期
9 任雪;孙涵;张金国;;一种新的基于局部特征的图像质量评价方法[J];中国图象图形学报;2010年08期
10 程伟;王波;石剑龙;王新;;海量图像数据快速显示方法及实现[J];地理与地理信息科学;2011年01期
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1 张一鸣;刘亚璠;;一种基于异源图像的变化检测方法[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
2 侍蕾;王浩;赵洪利;;基于DCT变换的信号压缩方法研究与仿真[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
3 迟明群;刘若尧;崔斐;栾华华;杨文川;;基于三系数DCT的MPEG-4优化算法研究[A];第二十三届中国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2006年
4 ;A Strong Robust Watermarking Algorithm Based on Twice Arnold Transform in DCT Domain[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集(下册)[C];2010年
5 姜东升;许文才;;基于印刷图像DCT变换的数字水印技术[A];第十三届全国包装工程学术会议论文集[C];2010年
6 郭仁慧;李建欣;朱日宏;;基于DCT算法的种子点相位解包算法[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
7 蔡旸;吴谨;;基于DCT顺序型工作模式的JPEG算法的图像压缩的研究[A];中国计量协会冶金分会2009年年会论文集[C];2009年
8 文振焜;高金花;刘朋飞;杜以华;张萌;;基于分块DCT和PCA的图像感知哈希算法研究[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
9 李冀玮;王冰;尹连旺;;图像为载体的信息隐藏技术初探[A];中国地理学会百年庆典学术论文摘要集[C];2009年
10 文志强;李陶深;兰红星;覃团发;;改进的差分能量水印技术[A];2006年全国开放式分布与并行计算学术会议论文集(二)[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 曲楠;中发联就DCT开发拜访德国吉孚[N];中国工业报;2009年
2 本报记者 张敏;DCT研发加速 自变箱路线渐明[N];中国商报;2010年
3 穆桐 恩田;DCT码头的较量[N];人民日报;2002年
4 本报记者 赵三明;避免召回的最好方法是多做测试[N];中国工业报;2009年
5 本报记者 史宝华;欧洲寻合资行者零落 中发联面临十字路口[N];21世纪经济报道;2009年
6 本报记者 史宝华;中发联模式遭遇小股东冷落[N];21世纪经济报道;2009年
7 本报记者 史宝华;中发联懵懂上路:博世控股联合电子上演续集[N];21世纪经济报道;2008年
8 ;美卓向卫生纸行业推出量身订制方案[N];消费日报;2009年
9 记者 彭丽;提高技术水平就能拥有市场[N];中国化工报;2001年
10 本报记者 罗兵;国产自动变速箱期待加速[N];中国质量报;2008年
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1 邓艺;基于选择嵌入域的图像隐写研究[D];中国科学技术大学;2010年
2 唐振军;感知图像Hash框架、方法及性能测评指标[D];上海大学;2010年
3 金喜子;基于DCT域的数字水印算法研究[D];吉林大学;2011年
4 张磊;显微镜用数码相机硬件结构及其视频流算法实现与应用[D];浙江大学;2011年
5 姜允志;若干仿生算法的理论及其在函数优化和图像多阈值分割中的应用[D];华南理工大学;2012年
6 王静;混沌数字图像加密技术研究[D];南京邮电大学;2013年
7 吴磊;视觉语言分析:从底层视觉特征表达到语义距离学习[D];中国科学技术大学;2010年
8 田珍;低剂量4DCT技术及临床应用[D];清华大学;2011年
9 张湛;高阶统计安全的隐写算法研究[D];南京理工大学;2010年
10 Abdulfetah.Abdulahi Ahmed;鲁棒自适应多媒体数字水印技术[D];湖南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 常晔;基于DCT域的图像数字盲水印算法设计及硬件实现[D];天津大学;2010年
2 黄明磊;基于JPEG图像的数字隐写方法研究[D];郑州大学;2010年
3 卢铱俊;一种以视觉神经过程为基础的图像仿生分割法[D];华东师范大学;2010年
4 赖师悦;基于自适应波传播的空域图像加密算法的研究与分析[D];重庆大学;2010年
5 徐思瑜;基于CT图像肺部病灶区域的特征提取[D];吉林大学;2011年
6 王晓鹏;空间细丝分层成像处理方法及其应用研究[D];吉林大学;2011年
7 张云鹏;一种新型的图像数字水印算法[D];吉林大学;2010年
8 陈丹桂;基于HVS的图像隐写技术研究[D];中南大学;2010年
9 邹奇峰;图像仿射模变换均匀置乱方法研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 袁玲;基于多尺度分析的数字图像水印技术[D];西北大学;2010年
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