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基于图像特征的高安全性脆弱水印算法研究

谭伊玲  
【摘要】: 在某些具体的图像应用领域中,对图像内容及来源的真实性有着极高的要求。脆弱水印,就是应此种要求产生的一种具有对图像进行内容与来源认证,并可对篡改定位的技术。 本文首先系统地介绍了数字水印与认证数字水印的相关理论,并总结了现有的数字水印与认证数字水印的技术与模型。然后,着重讲解与分析了脆弱水印相关技术。包括其特性、设计要求与局限性。与此同时,还分析了经典的脆弱水印算法与主要的针对脆弱水印的攻击技术。 随后,提出了两种基于图像特征且具有极高安全特性的脆弱水印算法,具体内容为: (1)提出了一种基于全局特征与DCT变换的空域脆弱水印。算法将图像二级小波分解的近似子带作为全局特征,结合密钥生成Logistic混沌映射的初始值,得到随机矩阵,将原始图像的LSB位按矩阵置零。对置零后的图像做8×8的DCT变换,将其高频系数量化后作为水印生成信息。利用DCT高频系数的敏感性,算法能发现图像中的细微变化。又对由DCT系数所生成的水印信息置乱,进一步增强了算法的安全性与定位准度。 (2)提出了一种空域与DCT域相结合的,具有高定位精度的脆弱水印算法。该算法对图像进行随机的空域与频域分块。将空域分块中的水印信息嵌入频域分块的DCT系数中,同一水印信息嵌入三次。再将含有空域水印信息的频域分块的水印嵌入空域分块的LSB中。算法嵌入水印量少,对篡改的定位精确到2×2像素的图像块,且兼具空域与频域水印的优点。 在算法提出后,以MATLAB为工具进行了算法的仿真实现,并结合大量的实验数据对算法做横向、纵向的分析。实验结果表明,算法具有极高的定位能力及安全性,充分体现了脆弱水印的特征。并具有较强的实用价值。


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