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《西北工业大学》 2003年
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针对多媒体认证与版权保护的数字水印技术研究

喻志强  
【摘要】: 数字化技术的革命在为数字信息的处理、复制、转发以及销售提供便利的同时,它也为非法复制和非法篡改提供了可能。所以,数字多媒体产品的知识产权保护已成为亟待解决的一个难题。目前数字水印技术已被公认为是解决此难题的具有很大潜力的一种手段。它可在多媒体数据中嵌入版权信息或认证信息来识别多媒体数据的真正所有者和验证多媒体数据的真伪。 数字水印是九十年代初期提出来的一种技术,最初的目的在于支持正版抵制盗版。随着盗版的日益猖獗,数字水印越来越引起人们的广泛重视,现已成为多媒体信号处理领域的一个研究热点。目前,除了版权保护应用之外,数字水印技术还具有许多其它方面的应用,例如数据认证、索引数据、数据隐藏等。大多数的研究主要是针对版权保护和数据认证这两个方面进行。本文在香港城市大学以及西北工业大学博士创新基金的支持下,主要对用于数据认证的脆弱水印以及用于版权保护的稳健水印进行了深入的研究和探讨,提出了一系列的新算法,解决了若干理论和实际方面的问题。本文的主要创新点概述如下: 针对数据认证应用,我们提出了一种基于小波变换的脆弱水印算法,该算法充分利用了小波的特性,限制了系数幅值与量化边界的最小距离,使用了我们新提出的图像取整方法。实验结果表明,与目前国外流行的脆弱水印算法相比,该算法具有以下优点:(1)安全性高;(2)容忍度强;(3)检测能力强;(4)能从空间与频率两方面分析图像的变化,从而能初步判断图像操作的属性。 针对图像版权保护应用,我们对基于扩频技术和基于量化技术的两类水印嵌入方法进行了深入分析,综合两种水印嵌入方法的优点提出了一种新颖的混合盲水印算法。实验结果表明:该算法的稳健性优于目前国外流行的扩频盲水印算法。 在数字视频的版权保护方面,我们针对现有实时视频水印算法的不足之处:或者稳健性不高,或者实时性不好,提出了一种稳健的实时视频水印算法。该算法是在视频压缩域中嵌入水印,它充分利用了HVS模型的各种掩蔽特性来增强水印的稳健性,并通过水印跳变技术增强了水印对统计分析攻击的抵抗能力。实验表明我们的水印算法具有很好的实时性和稳健性。 针对三维模型版权保护应用,我们提出了一种稳健的三维模型水印算法,它通过修改从模型中心到顶点的向量长度来嵌入水印。在该算法中,我们提出了新的局部水印嵌入能量控制方法以及新的水印检测技术——双脉冲加权水印检测技术。与目前国内外流行的三维模型水印算法相比,我们的三维模型水印算法具有以下优点:(1)每1比特水印信息在三维模型 西 北 工 业 大 学 博 士 论 文 中的分布更广;②我们提出的水印局部嵌入强度控制方法比其它水印局部嵌入强度控制方 法更合理,适用范围更广泛,没有病态情况存在;门)我们提出的双脉冲加权水印检测技术 有效地降低了噪声对水印检测的影响,而其它的三维模型水印算法都没有考虑如何根据局部 SNR对水印的嵌入对象进行加权处理以减少噪声对检测水印的影响。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TP309

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