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基于图像的数字指纹技术

晏钊韬  
【摘要】: 网络与数字技术的高速发展给人们生活带来便捷的同时,也带来了冲突。数字化产品易于被篡改、复制和传播的特点严重冲击了版权保护。数字指纹技术孕育而生,成为版权保护的一个重要手段,并已经受到国内外学者的广泛关注。数字指纹技术是通过向数字产品中嵌入与购买用户相关的指纹,当非法拷贝出现时,能够根据其中提取出的指纹来追踪叛逆者,从而达到版权保护的目的。 本文对数字指纹技术展开研究,首先介绍了数字指纹系统的基本模型、基本要求和可能受到的攻击方式。总结了数字指纹发展过程中的几种经典的数字指纹方案,并分析了它们的局限性。 其次,针对现有指纹编码方案中指纹构造效率和跟踪效率低的问题,提出了一种基于频分复用的指纹编码方案。采用频谱不相互重叠的余弦信号的抽样作为数字指纹,通过扩频将指纹嵌入到原始图像的中频系数中。其构造算法简单,对于不同用户,发行商只需存储相应余弦信号的频率而不用存储整个指纹序列,从而节省了存储空间。引用快速傅里叶变换作为其相应的跟踪算法,通过频谱幅度来确定叛逆者,从而降低了跟踪算法的计算复杂度。同时为了减少该方案中指纹序列的长度,结合正交频分复用技术对该方案做了进一步的改进。并通过仿真实验,对不同合谋攻击方式进行验证,证明了该方案的有效性。 最后,针对加密技术不能对解密后的图像进行保护的问题,提出了一种结合数字指纹与加密的方法。先分析了结合方式的三种安全模型,介绍了各自的优缺点。并采用第三种模型,在发送端运用混沌序列对图像进行加密,在接收端根据用户不同的指纹序列生成不同的解密序列,使图像被解密的同时完成指纹的嵌入。并通过实验分析了该方法的安全性和抗合谋性。


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