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一种基于小波域的数字水印算法

彭守镇  
【摘要】: 随着信息科学技术的发展与普及,多媒体产品的生产和流通变得越来越便捷,达到了前所未有的广度和深度,但随之而来的非法盗版和侵权活动也呈嚣张态势。那么,如何在高科技如此发达的今天,做到既能有效的保护知识产权,又能让多媒体产品得到更好的发展呢?数字水印技术应运而生,它作为保护多媒体数字产品的一个重要手段,已成为信息安全研究领域的一个热点。 数字水印(Digital Watermark)技术,是指在数字化的产品中嵌入不明显的信号。被嵌入的信号通常是不可见或不可察的,但可以通过一定计算算法被检测或者被提取。水印嵌入到原产品中(如图像、音频、视频数据),并与之紧密结合,隐藏其中不易用肉眼察觉,并可以经历一些攻击操作,不易破坏,与源产品共生存。这种技术应用于多媒体领域能有效地保护图像、音频、视频等合法产权不受侵犯。 本文以二值图像为主要研究对象,在总结数字水印技术的发展背景和基本理论框架的基础上,介绍了一种小波变换域的数字水印算法,分析了该算法的适用图像和水印。主要有以下工作: 针对目前数字水印算法不能很好地解决可见性和鲁棒性之间的权衡问题,本文利用小波变换在数字水印算法中的优异性能,提出了一种基于DWT的自适应数字图像水印算法。该算法对原始载体图像和水印图像都进行小波分解,然后对水印图像进行置乱,根据不同的嵌入强度因子,得出不同的小波子块嵌入公式,设计出一种自适应性抗压缩、抗涂改的新的嵌入规则,水印的提取是嵌入算法的逆过程。算法本身是在前人研究成果的基础之上进行了改进,改进后的算法增强了数字水印系统的安全性,提高了水印的不可见性和鲁棒性。用Matlab做仿真试验,结果表明本文算法在受到有损压缩、涂改、剪裁及附加噪声等攻击后还具有良好的透明性、稳健性和安全性。经试验证明,该方法适合于灰度图像的有意义二值水印嵌入,能有效的保护静态灰度图像的所有权。


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