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《山东师范大学》 2007年
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基于DWT的图像数字水印技术研究

蔡艳红  
【摘要】: 随着Internet的迅速发展,各种各样的数字多媒体信息包括文本、图像、音频、视频等通过网络广泛传播。同时网上的信息可以被方便地复制和修改,因特网上的侵权问题变得越来越严重。因此,如何保护作品的版权已经受到人们的广泛重视。为了解决这个问题,数字水印技术应运而生。 数字水印技术将特定信息嵌入数字产品中,是一种新型的版权保护机制,借助数字水印可以证明原创作者对其数字产品的所有权,并作为鉴定、起诉非法侵权的证据。一般而言,数字水印算法按嵌入域可分为空间域方法和变换域方法。空间域方法比较简单,但这类方法对于极小的改动都很脆弱。在许多情况下,即使由于有损压缩的很小变化也能使整个隐藏信息丢失。变换域方法是在宿主图像的重要区域嵌入水印,因而比空间域方法能够更好地抵抗压缩、剪切和其它一些图像处理操作的攻击。事实上,这类算法不仅能更好地抵抗各种信号处理操作,而且还保持对人类感观系统的不可感知性。目前主要有两种变换域方法:一种是使用离散余弦变换,另一种是使用离散小波变换。本文主要讨论小波域的数字水印算法。 本文主要研究工作及创新如下: 1.分析了数字水印技术的提出背景和研究意义、国内外关于数字水印的研究现状;介绍了数字水印的概念、基本特性、分类和数字水印系统的通用模型,以及典型的数字水印嵌入与提取算法,分析了数字水印的攻击方法及衡量指标,最后分析了数字水印的应用领域。 2.对小波变换的理论进行研究,介绍了小波的定义和小波变换的基本原理(包括连续小波变换和离散小波变换),分析了小波多分辨率分析思想,并且给出了图像小波变换的基本原理和方法,分析了小波变换在数字水印中的应用和它的优点。 3.研究了水印的预处理技术。特别是对Arnold变换做了深入研究,并计算出了不同阶数下二维Arnold变换的周期。 4.提出一种新的分析小波各级系数的方法。通过对小波分解后的各个子图像的能量、均值、方差的比较,得出小波图像各个子带重要性顺序。并分析了图像离散余弦变换后的能量图,找出水印最佳嵌入位置。 5.提出了一种新的基于小波变换和离散余弦变换的有含义的复合数字水印算法,与传统的使用伪随机序列的数字水印相比,有含义的数字水印则更具有可读性、实用性和直观性;本算法利用了人眼视觉的掩蔽特性,在灰度图像小波域的最低层逼近系数分块矩阵中,充分利用离散余弦变换的特点自适应地嵌入水印,而现有的基于小波域的算法大多将水印嵌入在各个方向的中频或高频中;而且在嵌入之前,对水印图像进行了预处理,增强了水印的鲁棒性。在实险中与单纯的基于小波变换的数字水印算法进行比较,结果表明该水印系统不仅较好地保持了图像的质量,而且对JPEG压缩、噪声污染、滤波、缩放、图像锐化等操作都显示了较强的鲁棒性。 在数字水印技术中最为关键的问题是如何找到一种较好的算法保证嵌入水印后的图像的质量,同时保证在图像经过各种攻击后仍能较好的提取水印。基于这种考虑,本文先分析了小波各级系数,找到一种新的分析小波各级系数的方法,然后提出一种新的基于DWT与DCT的有含义的复合数字水印算法,因而具有一定的意义。
【学位授予单位】:山东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP309.7

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【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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