彩色畫面版權保護之數(shù)字水印算法探討

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1、彩色畫面版權保護之數(shù)字水印算法探討-->第一章緒論1.1論文課題的研宄背景及意義圖像數(shù)字水印技術是基于計算機科學、通信理論、密碼學、計算機圖形學、圖像處理等領域的圖像處理技術，此技術給數(shù)字信息方面安全問題提供了一定的保障，目前成為國際信息安全領域的重要研宄方向之一。據(jù)科學研宄表明，人們接收的信息有80%來自視覺，與一般文本以及音頻信息相比較，數(shù)字圖像包含的信息量較大，也較為直觀，在網(wǎng)絡信息的傳播中應用廣泛[3]。圖像數(shù)字水印技術在過去的十幾年里取得了長足的發(fā)展，但是目前已提出的大部分算法基本上大多數(shù)是針對于灰度圖像，而彩色圖像數(shù)字水印算法還沒有展開充分的研究。主要原因是灰度圖像和

2、彩色圖像相比更易于處理，同時灰度圖像只含有亮度信息，在嵌入水印之后不會產(chǎn)生其它新的顏色分量。然而隨著信息資訊的豐富，彩色圖像的應用更為廣泛，相對灰度圖像而言，能夠提供大量的信息以便可以嵌入信息量更多、水印強度更強的水印信息，從而也可以提高水印的魯棒性，因此彩色圖像數(shù)字水印技術更具研究價值近幾年來發(fā)生的一些事件，例如“華南虎照”、“劉鈴羊”、“N歪曲報道西藏暴亂”等事件都與彩色圖像有關，所以無論是利用彩色圖像作為載體圖像還是用其作為數(shù)字水印，這種彩色圖像的數(shù)字水印技術越發(fā)受到人們的重視，也迅速成為圖像水印處理技術的熱點之一。1.2國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀“數(shù)字水印”的概念由R.G.VanS

3、chyndel等人于1994年的IEEE國際圖像處理會議(ICIP’94)上第一次明確提出[8]。數(shù)字水印技術作為信息化時代的一個新興綜合學科，因為在數(shù)字信息版權保護中體現(xiàn)出的重要性，從而獲得了飛速地發(fā)展，并逐漸成為國內(nèi)外研究熱點問題。數(shù)字水印技術的研究得到了很多大學、科研機構及各大公司，甚至政府的大力支持。在國際學術領域內(nèi)很多關于數(shù)字水印技術相關的論文大量地發(fā)表。這其中，L.FTurner與R.G.VanSchyndel將二值水印嵌入到灰度圖像最低有效位上，稱之為LSB(LeastSignificantBit)算法_，該方法是通過調(diào)整數(shù)字圖像當中對感知度較低的像素低比特位來表達

4、水印信息，用以達到嵌入水印的目的。這在數(shù)字圖像的操作上很容易來實現(xiàn)，因為就算水印信息替代了原始載體圖像的最低有效位，通過肉眼也通常無法分辨出嵌入水印前后的差別，這就滿足了對水印信息不可見性的需求。但這種算法也有弊端，就是使用直接位平面替代法很容易就可檢測出來。文獻[11]把擴頻通信的模式思維帶入到數(shù)字水印中，提出的一種通過離散余弦變換(DiscreteCosineTransform，DCT)。該方法有良好的壓縮及去相關的能力，同時滿足數(shù)字圖像的JPEG壓縮標準。.........第二章數(shù)字水印技術2.1數(shù)字水印信息媒體的數(shù)字化技術為數(shù)字信息的存取提供了很大的便利，并且明顯地提高了

5、數(shù)字信息表示的效率和準確率。尤其隨著當今計算機網(wǎng)絡通訊技術的高速發(fā)展，使得信息的傳輸和交換變成了一個相對不復雜的過程，人們利用計算機、數(shù)字掃描儀等電子設備，可以非?？旖莸貙⒏鞣N數(shù)字信息傳遞到世界上的任何一個角落，但此時“副作用”也會跟隨而來，由于通過網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和文件或者數(shù)字信息作品，會被一些有惡意的個人或團體，在未獲取到這些作品的所有者的授權下拷貝以及傳播，造成這些有版權的作品的利益無法保障，因此如何在信息網(wǎng)絡的環(huán)境中有效地去實施版權保護以及來保證信息安全是一個亟待解決的實際問題。近幾年來很多人嘗試利用各種手段來將秘密的信息隱藏在普通的文件中傳播出去，用以跟蹤一些侵權行為，且

6、在這個基礎上再提供一些法律保護的證據(jù)，稱此為信息隱藏，亦或是更嚴格地被定義為信息偽裝。2.2數(shù)字水印分類根據(jù)特性將水印劃分為易損水印與及穩(wěn)健水印。易損水印又稱其為脆弱水印，主要應用于數(shù)字產(chǎn)品保護完整性驗證。數(shù)字產(chǎn)品由于網(wǎng)絡技術不斷發(fā)展很容易遭到惡意篡改或是拷貝，產(chǎn)品信息真實性與完整性有可能被破壞，因此易損水印要求對較小破壞比較敏感，這樣的特性決定了易損水印能夠很好地應用在圖像篡改提示或是圖像的完整性檢測，用以證明數(shù)字產(chǎn)品真實性及完整性。穩(wěn)健水印與易損水印應用相反，要求其可以有效抵抗很多有意或無意的攻擊，例如對嵌入水印后的載體數(shù)據(jù)進行濾波、有損壓縮等一些常見處理操作后，仍可很好地從

7、中提取或是檢測到水印的存在。穩(wěn)健水印主要應用在數(shù)字產(chǎn)品產(chǎn)權保護以及鑒別真?zhèn)蔚确矫妗５谌禄陔p正交小波變換的水印算法......153.1雙正交小波變換.....15第四章基于NSCT及PCA的水印算法.....284.1NSCT28第五章總結與展望.....445.1本文工作總結.......44第四章基于NSCT及PCA的水印算法第三章主要闡明雙正交小波變換理論以及Arnold變換基本理論，提出了一種基于雙正交小波變換彩色圖像數(shù)字水印嵌入算法。第四章論述了NSCT及PCA基本