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基于脆弱水印的图像认证系统技术研究

王阿娜  
【摘要】:数字技术的飞速发展以及互联网的普及给人们的生活和工作带来了巨大的方便。然而,数字多媒体信息的易复制和易修改等特性使其在传输过程中很容易遭受各类无意或有意的篡改攻击,且通常不为人所感知。因此,迫切需要一种新的技术对数字多媒体内容的真实性、完整性进行有效地认证和保护。 本文采用了一种基于小波变换的脆弱水印图像认证算法。该算法先对经过Arnold变换的原二值水印图像和经过二值化的原彩色图像进行异或处理,生成新的水印图像。嵌入水印时,先对原图像进行颜色转换,将亮度分量进行三级离散小波分解;然后,选用第三级上的低频近似子图,将其最低有效位置0;最后,将新的水印嵌入到它的最低有效位上。检测时提取水印图像然后定位到原彩色图像的被篡改区域。 本文还采用了一种基于DCT-DWT可恢复的脆弱水印图像认证算法。该算法先将原图像分块,然后对每一小块进行DCT变换,将分块的DCT系数量化、编码和加密后作为恢复水印,嵌入到偏移子块的次低位;待恢复水印嵌入后,接着利用上一种算法的思路在三级小波变换的最低有效位上嵌入脆弱水印。该算法在保证篡改定位精度和系统安全性的同时,可有效地恢复被篡改的区域。 在分析认证算法的基础上,对这两种算法进行了相应的仿真。仿真实验结果表明:这两种算法具有很好的不可感知性,对于彩色图像里嵌入一个二值水印图像,可以保证其不可见性。同时,这两种算法有较强的检测定位能力且安全性高,对微小的篡改能够起到定位作用,尤其是第二种算法可有效的恢复原图像信息。 本文在LabVIEW软件和MATLAB软件平台上开发出了脆弱水印的图像认证系统,该系统主要功能是图像的完整性认证,对图像的微小篡改能够准确地检测和定位,并且能恢复出图像的篡改区域信息。


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