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图像数字水印技术的研究

张力  
【摘要】:近几年来,越来越多的信息媒体的发布和传输都是借助网络以数字的形式进行的。数字化媒体相对于模拟媒体有很多优势,但是随之而来的副作用是通过网络传输数据文件或作品容易使得有恶意的个人或者团体有可能在没有得到作品所有者的许可下拷贝和传输有版权的数据内容,因此如何在网络环境中实现有效的版权保护和信息安全手段成为一个迫在眉睫的现实问题。数字水印技术是应运而生的一种信息安全技术,它包含了很广泛的研究领域如隐写术、加密技术、通信理论以及信号处理等等,水印是向被保护的数字对象(如图像、视频、音频等)嵌入的能够证明版权归属或者能够跟踪侵权行为的信息并且在必要的时候可以提取出来证明载体的版权,水印应该是与载体不可分离的并且应该能够抵抗一般的处理操作以及攻击。我们在第一章中对这种技术进行了详细地介绍,本文主要对图像数字水印技术进行了研究,主要的贡献如下: 1.我们提出了一种基于图像内容的小波变换域水印技术,水印的内容是与原始图像的内容相关的,从而提高水印的鲁棒性和保密性。在水印嵌入之前,先对水印进行预处理,包括伪随机排列、分块、扩展。在水印嵌入过程中先将分块后的水印嵌入,然后将整个水印嵌入,水印不仅嵌入到图像小波分解系数的低频分量中,也嵌入到高频分量中。提取过程中同样分别提取分块后的水印和整个水印,我们将基于图像内容的水印与事先给定水印在相同条件下进行了比较实验,这种水印技术的鲁棒性能明显好。实验还证明了水印嵌入的容量不仅与视觉系统的的刚可分辨域有关,而且与水印信号本身的一些特性有关系。 2.由于现有的大多数的水印技术在水印提取过程的参数很难与嵌入过程相结合,因此很难判断现有的水印技术是否达到了最优嵌入。通过对水印过程的性能分析,本文提出了一种新的图像数字水印技术—闭环数字水印技术,并给出了DWT域和DCT域上的实现方法。闭环水印技术的特点是利用水印的检测性能来不断调整水印的嵌入,如果检测性能不能满足某种检测要求或者水印的嵌入是否可见,则调整水印嵌入的强度或者水印本身,从而达到最佳嵌入。我们证明了闭环系统的收敛性,对检测过程中似然函数的分布规律进行了分析,得到似然函数的分布规律以及正确检测概率和错误报警概率的求解公式,可用于闭环系统的检测


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