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《西安电子科技大学》 2001年
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信息隐藏与数字水印技术研究

杜江  
【摘要】: 当前快速发展的新的IT技术、电了商务及大量商用多媒体业务的涌现,使得各 种多媒体数据的版权保护技术显得尤为重要。近年来,国外许多学者提出了一系列 新的信息安全保护思想,特别是在知识产权保护、防篡改及信息内嵌式注释等领域 提出了崭新的防范与保护措施。信息隐藏与数字水印技术就是一种新的数字媒体保 护措施,它是将特定的信息(如版权信息、秘密消息等)嵌入到图像、语音、视频及 文本文件等各种数字媒体中,以达到标识、注释及版权保护等目的,同时,这种信 息对宿主媒体的影响不足以引起人们的注意且具有特定的恢复方法,此信息对非法 接收者应该是不可见、不可察觉的。本文在广东省自然科学基金的资助下,主要对 静止图像理论容量、图像水印的嵌入与检测、数字媒体防篡改问题、水印攻击和完 整水印系统的设计等问题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。 第2章系统地介绍了信息隐藏与数字水印技术的发展现状。解释了水印从纸上 水印到数字水印概念的转变;归纳并总结了图像水印系统的分类;提出了在设计实 用的水印系统时需要解决及注意的问题;详细介绍了图像水印技术的发展现状,分 析了空间域图像水印、频率城图像水印及分形图像水印的优点与缺点;给出了几种 常用的检查并判断水印系统合适与否的指标及相应的计算方法 第3章研究了基于静止图像的信息隐藏理论容量问题,提出了水印信道的概 念,建立了水印信道模型,阐述了水印信道与传统通信的区别与联系。利用直接扩 频技术把被隐藏信息转换为嵌入信号并将它嵌入选定的静止图像的DCT系数中,对 水印信道容量进行计算。实验结果表明,本文提出的模型及分析结果对设计信息隐 藏系统具有一定的指导意义。 第4章阐述了数字水印技术与现代通信理论及信号检测理论的关系;分析了水 印的嵌入与检测过程,给出了在设计水印嵌入算法时应该考虑的因素,推导了检测 器阈值的选择公式及评估检测器性能的检测错误概率的计算公式;提出了一种基于 图像内容的扩频水印算法,该算法利用了传统加密技术、扩频通信技术与数字图像 处理技术,保持水印的稳健性上有很大的优越性,其安全性主要由DES加密过程保 证,同时,扩频时选择不同的伪随机序列产生密钥在一定程度上也保证了安全性; 提出了基于图像纹理特性的自适应水印算法,它可以只改变图像中水印区域内的像 素的亮度特性,保持其彩色特性,同时像素亮度的改变量满足:稳健性越强,亮度 值改变越大。 第5章讨论了图像认证的方法与分类,比较了数字签名认证系统与脆弱水印认 证系统的优缺点,总结并归纳了在设计脆弱水印认证系统时应该考虑的问题;概述 了*D保护的现状与发展,介绍了硼9工作组建议的0删及0冗P两种协议:提出 了一种基于离散小波变换的脆弱水印算法,它可以用于数字媒体防篡改检测,它既 可以在空域也可以在频域检测图像的变化。 第6章讨论了图像水印攻击问题,详细介绍了水印攻击的发展现状与常用水印 攻击方法及分类:提出了图像去噪声水印攻击的思想并给出定量的分析方法。 第7章探讨了水印算法设计与水印应用系统设计间的区别,指出水印系统的实 用性不仅仅取决于技术上的完善,同时也需要具有完备的协议;提出了一种二维伪 随机序列的产生方法;讨论了影响水印系统性能的主要因素及解决方法;举例说明 了完整水印系统的设计过程并尝试提出了一种完整水印系统协议。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TN918.9

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