鲁棒性小波域数字水印技术的研究
基于小波变换的数字水印改进算法研究
要大于亮度变化小的区域[。因此利用人眼视觉系统信息处理与小波的多分辨率分析方法具有共 同判断 5 ]
特 征 , 更 好地嵌 入数 字水 印信 息 。 能
小波变换 的概念最早是 由法国从事石油信号处理 的工程师 JM rt . oe提出来 的, l 具体应用是其理论和
电子信息技术相结合的产物…。信号处理最终要达到的 目标就是 : 快速传递或存储 , 准确地分析诊断 、 更
编码压缩 , 以及精确地重构或恢复。如果从数学的角度去分析 , 信号与图象处理都可以统一看作是信号处
主 图像 中 , 检测 透 明性 和鲁 棒性 , 以叠 加值嵌 入 , 复此 过 程 , 到 满足 给定 的某 种评 价标 准 M。 重 直
2 2 人眼 的视 觉特 性 .
人类 的视觉系统的研究成果发现 了多种视觉掩蔽效应 , 因而可 以利用掩蔽效应在图像 中掺人更多信 息。研究表明 : 眼对高频子带的高频分量失真往往 比对低频子带的高频分量失真更敏感 , 人 即人 眼对图像 边缘 、 轮廓信息的失真很敏感 ; 眼对垂直和水平 的线条和边框最敏感 , 4 度方 向的线条和边框不敏 人 对 5
() 1透明性。添加水 印后 , 数字媒体的感官特性没有发生明显的变化 , 即看不到数字水 印的存在 。
收稿 日期 :0 1 4 7 修回 日期 :0 1 5—1 2 1 —0 —1 ; 2 1 —0 2
基金项 目: 安徽省教育厅 自然科学研究项 目( J 1B 0 ) K2 0 1 0 5 作者简介 : 梁玉清 ( 6 一)男 , 1 9 , 安徽蚌埠人 , 9 讲师 , 硕士 , 主要研究方向 : 数字水印。
基于小波域的一种新颖的数字水印算法
库 , 库 中 以I S 在 F 参数 的 形 式存 储 一 些 有 意 义 的 小 的 形状 。 是 此 方 法 存 储 量 大 , 际 但 实 原始 图像 迭代1 次
使用 无法实现 。9 0 年 , E a q i 提出了 19 A J c an
储 更加 方便 快捷 。 分 形 编 码 本 身 只 是 一 些 位 置 和 灰 度 的 变 换 信 息 , 过程 是依 据 拼 贴 定 理 , 过 给 其 通 定 的原 始 图像 寻 找 合适 的映 射 , 其 组 成 的 使
迭代 函 数逼 近 给 定 的 图像 , 后记 录 下相 应 然 的位 置 。 码 过程 是 由相 应参 数 确定 迭 代 函 解 () a 原始 图像
全 自动 的 分 形 图 像 压 缩 算 法 ・ 这 种 方 法 。
是 以局部 的仿 射变 换 代替 全 局 的仿 射 变换 ,
基 于 图像 划 块 的方 式 , 过 搜索 匹配得 到 图 通
像 的 I S 。 后 , 进 了该 方法 l , 即 目 F码 随 改 此 7 _
() b 含水 印 图像
数 系 统 , 根据 迭 代 函数 系 统 定理 进 行 迭代 并
Dii ltc n lg n a pi t n 数 字 技 术 与 应 用 gt e h oo y a d p lai a c o
8 5
・
算 法 分析 ・
与 宽 ( 常 情 况 下 N =N ) x f ) 此 层 小 通 : , ( ,是 _ 如 果 N中对 应 水 印 块 位 置 的最 优 匹 配 方法 : 先将 图像 分 割 成 若 干 不 重 叠 的 块 , 经 波子 层 中的小 波 系 数 。 过 计 算最 低频 的D 通 块 与 初 始 码 书M 中相 应 位 置 的 最 优 匹 配 块 过 某个 指 定 的变 换 映射 到另 一个 块 , 且条 C 子 带 的能 量 来搜 索 那些 在 低 频范 围内 彼 和 次优 匹 配块 都 不 相等 , 该水 印块嵌人 的 并 T 则 件 是达 到 规 定 的最 小误 差 , 记录 下 这 两个 块 此相 似 的R块 和 D , 块 以此 计 算 出 需 要 的 灰 数字 为 “ l 即表示 图像 无法 检 测 出水 印。 ”, 及 所 做 的 变 换 , 到 一 个 迭 代 函数 系统 , 得 最 度 值 仿 射 变 换 系 数 及 D块 和 R块 的 平 方 误 后对 这 些 参数 进行 编 码 。 码 过程 包 括对 图 编 差。 像 的分割 、 搜索 最佳 匹 配 、 记录 相 关 的参 数 。 其一 般 步骤 如 下 : 叠 的子块 , 这些 子 块称 为R块 。 水 印嵌入 方 法如 下 :
一种小波域的自适应数字盲水印算法研究
W = { k ) E U k ∈ W( )lW( , } () 1
1 首先将 原始 水印信 息转换 成二 进制 流 m , ) 然后将 其
进 行 映 射 获 得 {一1 1 水 印 序 列 m, 水 印 序 列 的 长 度 为 ,} 该
毕业设计(论文)数字图像水印技术的研究与实现
湖南涉外经济学院毕业设计(论文)题目DWT域数字图像水印技术的研究与实现作者学部电气与信息工程学部专业通信工程学号指导教师黄彩云二〇一一年五月十日湖南涉外经济学院毕业设计(论文)任务书电气与信息工程学部通信工程系系(教研室)主任:(签名) 2010 年 12 月 18 日学生姓名: 学号: 专业: 通信工程1 设计(论文)题目及专题: DWT域数字图像水印技术的研究与实现2 学生设计(论文)时间:自 2011 年 1 月 8 日开始至 2011 年 4 月 25 日止3 设计(论文)所用资源和参考资料:[1] 陈武凡.小波分析及其在图像处理中的应用[J].科学出版社,2002, [2] 何东健.数字图像处理[J].西安电子科技大学出版社,2003,[3] 陈书海,傅录祥.实用数字图像处理[J].科学出版社,2005. [4] 陈桂明.应用MATLAB语言处理数字信号与数字图像[J].北京科学出版社,2000. [5] 汪小帆,戴跃伟,茅耀斌.信息隐藏技术方法与应用[J].北京机械工业出版社,2001.4 设计(论文)应完成的主要内容:就对目前数字水印技术的发展状况,包括数字水印的基本特征及分类,数字水印处理系统的基本框架以及目前的一些主要算法进行了论述。
最后围绕数字水印的两个最重要的特点——隐蔽性和鲁棒性进行考虑,设计并实现了一个完整的水印系统。
5 提交设计(论文)形式(设计说明与图纸或论文等)及要求:(1) 撰写设计报告;(2) 设计报告要求字数达2万字,提供电子版和文字版;(3) 设计报告包括目录、中英文摘要、关键词、方案选择及确定、技术要求、设计过程及参数计算、软件流程图及源程序、调试方法及步骤、小结等;(4) 提供电路原理图,要求用A0或A1图纸描绘。
6 发题时间: 2010 年 12 月 18 日指导教师:(签名)学生:(签名)湖南涉外经济学院毕业设计(论文)指导人评语[主要对学生毕业设计(论文)的工作态度,研究内容与方法,工作量,文献应用,创新性,实用性,科学性,文本(图纸)规范程度,存在的不足等进行综合评价]指导人:(签名)年月日指导人评定成绩:毕业设计(论文)评阅人评语[主要对学生毕业设计(论文)的文本格式、图纸规范程度,工作量,研究内容与方法,实用性与科学性,结论和存在的不足等进行综合评价]评阅人:(签名)年月日评阅人评定成绩:毕业设计(论文)答辩记录日期:学生:江堃学号: 200703402205 班级:通信工程0702 题目:DWT域数字图像水印技术的研究与实现提交毕业设计(论文)答辩委员会下列材料:1 设计(论文)说明书共页2 设计(论文)图纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计(论文)答辩委员会评语:[主要对学生毕业设计(论文)的研究思路,设计(论文)质量,文本图纸规范程度和对设计(论文)的介绍,回答问题情况等进行综合评价]答辩委员会主任:(签名)委员:(签名)(签名)(签名)(签名)答辩成绩:总评成绩:摘要随着计算网络和多媒体技术的快速发展,特别是Internet的普及,信息安全问题日益突出。
基于小波域的鲁棒音频数字水印算法
Absr c : n o de o p oe td gt la di r d c smo e efc iey a d i r v hea ii fa t-y c r n z — t a t I r rt r t c i i u o p o u t r fe tv l n mp o et b l y o n is n h o ia a t to ta k,a n w ln udo wae ma k n lo t m a e n wa ee r n fr i rpo e .Fis ,te a g rt m in atc e b i d a i t r r i g a g r h b s d o v l tta so m s p o s d i rt h lo ih
Ro u t do W a e ma kn h me Usn a ee a s o m b s Au i t r r ig Sc e ig W v ltTr n f r
LI Kez e g, ZHONG a N —h n Yu n, F AN Bo
( col f o p tr cec n eh ooy abnU iesyo cec n ehooy abn10 8 ,C ia Sho o C m u inea dT cnlg ,H ri nvri f i eadTc nl ,H ri 5 0 0 hn ) eS . t S n g
lv lwa ee e o o iin t a h a d o fa n e h o fe ue c o f c e t in ly f he wae ma k e e v l td c mp st o e c u i r me a d g tt e lw q n y c e in s,f a l i t tr r o r i nd e e d n st n c o d n o c mp rn h wo a e a e v l sfo t e t r u s lw e u n y c e ce t. mb d i g po i o sa c r i g t o a g t e t v r g aue r m h wo g o p o f q e c o f in s i i r i Th tr a k d a d o sg a o n i lr t h rg n la di i n 1 e wae m r e u i i n ls u dssmia o t e o i i a u o sg a .Ex e me t h w h tt i lo t c n pr i ns s o t a h sag r hm a i n to l n a e i v sbi t ft e wa e a k mo e ef ciey,b ta s e its v r la tc s hi l o t m sr — o n y e h nc n ii l y o h tr r r fe tv l i m u lo r ss e e a t k .T s ag r h i o a i b s n r c ia . u ta d p a t 1 c Ke y wor : u i tr a k;d s r t v ltta so ;s n h o iai n;r bu t ds a do wa e m r ice e wa e e r n fr m y c r n z to o s
数字水印技术工作原理
数字水印技术工作原理
数字水印技术是一种将数字信息嵌入到数字媒体中并对其进行保护的技术。
其工作原理主要包括以下几个步骤:
1. 嵌入水印:选择一个合适的算法,将数字信息以特定的方式嵌入到原始的数字媒体中。
嵌入过程通常是通过修改数字媒体的像素值或频域系数来实现的。
2. 隐蔽性:嵌入的水印信息尽可能地与原始媒体混合,使其在一般观察下难以察觉。
水印的嵌入应该对原始媒体的感知质量影响较小,以保证媒体的可视品质。
3. 鲁棒性:在保证水印隐蔽性的同时,数字水印需要具有一定的抗攻击能力。
这意味着即使经过一些通常的信号处理、修改或攻击行为,数字水印依然能够被提取出来。
4. 提取水印:在需要对数字媒体进行验证或提取水印信息时,使用相应的算法对数字媒体进行处理,将嵌入的水印信息提取出来。
提取过程通常是通过检测和解码数字媒体中的特定模式或密钥来实现的。
5. 验证和认证:提取出的水印信息可以被用来进行验证和认证。
通过与预先存储的原始水印信息进行比对,可以确定数字媒体的真实性和完整性,从而进行溯源或防伪等操作。
数字水印技术广泛应用于版权保护、防伪溯源、信息认证等领
域。
它能够在不改变原始媒体内容的情况下嵌入和提取数字信息,为数字媒体的保护提供了一种有效的手段。
数字媒体数字水印技术研究发展现状与展望
数字媒体数字水印技术研究发展现状与展望随着数字化时代的到来,数字媒体的应用范围越来越广泛。
然而,数字媒体在传输或使用过程中容易遭到盗用、篡改、侵权等风险,因此保护数字媒体安全成为一个迫切的问题。
数字水印技术应运而生,成为保护数字媒体安全的一个有效手段。
本文将对数字水印技术的研究发展现状与未来发展进行探讨。
一、数字水印技术概述数字水印技术是将一些数字信息嵌入到数字媒体中,不改变原始媒体的内容和质量,以实现版权保护、隐私保护、数字证据认证等目的的一种技术。
数字水印通常被嵌入到音频、图像、视频等媒体中,可以耐受一定程度的噪声或攻击而不失效,同时具有不可观测性和鲁棒性等特点。
数字水印技术具有广泛应用前景。
在数字版权保护方面,数字水印可以用于图书、音乐、视频等数字媒体的版权保护,起到追踪盗用者、提高版权利用率的作用;在隐私保护方面,数字水印可以用于医疗记录、个人档案等隐私信息的保护;在数字证据认证方面,数字水印可以用于多媒体证据的认定,如对视频中某个场景的时间、地点、人员等信息进行标记,以保证证据的真实性与完整性。
目前,数字水印技术已经得到广泛应用。
例如,在数字版权保护方面,中国政府已经出台了《网络安全法》等一系列法律法规,对数字版权进行保护,并且在音乐、视频等数字媒体中广泛采用数字水印技术。
但是,当前数字水印技术还存在一些不足,例如鲁棒性不够、嵌入效率低等问题。
二、数字水印技术发展现状1. 基于传统数学模型的数字水印技术传统数字水印技术主要基于一些数学模型进行研究和设计,如小波变换、离散余弦变换等。
这种数字水印技术具有比较好的鲁棒性和安全性,但是在嵌入率、可靠性等方面还有待提高。
2. 基于深度学习的数字水印技术近年来,随着深度学习技术的发展,越来越多的研究者开始借鉴深度学习模型进行数字水印的设计与嵌入。
深度学习模型具有较高的自适应性和鲁棒性,可以应对更多的攻击方式。
同时,深度学习模型还可以实现智能化的水印嵌入和识别,提高了数字水印的效率和准确性。
用于证照防伪的小波域盲水印算法研究
三 、小 波域 数 字 水 印技 术
相对而言 ,变换域水印具有 以下优点 : ( 嵌入 的 1)
水 印信息可以分布到空 间域的所有像素上 ,有利于保证水 印的不可见 性 ; ( 2)利用人类视觉系统的特性 ,可 以将
w
某 些 频率 特 性 方便 地运 用到数 字 水 印 的编码 过 程 中 ; ( 3)变换域算法可 以与 国际 图像压缩标准兼容 ,从而实 现在 图像压缩 中的水印编码 ,并且 有效地抵抗图像剪切、 粘贴 以及J P E G等有损压缩 的物理攻击。 尽管离散余弦变换是最常用的基于 变换域的数字水 印
括最低有效位算法 、拼凑算法、两分算法和文本水 印算法
等。空间域 水印能够有效地利用人类视觉特性 ,复杂度不
层小波分解后获得的金字塔结构。
高 ,隐蔽性较好 ,并且对哚声滤波和 图像压缩等具有一定 的鲁棒性 ,但是对 图像 几何 变换等物理 攻击 的鲁棒性较 弱。变换域水印是先 将载体图像从 空间域 变换到其它数学
l
(
f(, ( kx y d a x p 《 )i ) xy ) i t ( y x y 腑 y
2\
等) 却很敏感 ,是用于鉴定数字媒体版权的理想水印。
( 2)按照数字水 印的检测方法划分 为明文水 印和盲 水 印。在检 测或提取 水 印过程 中 ,明文水印需要 原始数 据 ,盲水 印只需要密钥 ,而不需要原始数据。一般来说 , 明文水 印的鲁棒性比较强 ,但是盲水印更符合证照持有人 身份验证的需要 ,是防伪数字水 印研究的发展 方向。 ( 按 照数 字水 印的嵌入 方法划分 为空间域 水E i 3) ND 变换域水印。空 间域水印是将水 印信息直接嵌入到载体图 像像素中 ,即在数字媒体 的空间域上实现水印的嵌入 ,包
图像可逆水印的高保真性与鲁棒性研究
图像可逆水印的高保真性与鲁棒性研究图像可逆水印的高保真性与鲁棒性研究摘要:图像可逆水印是一种在图像领域被广泛应用的技术,其既能保护图像的版权,又不影响图像的视觉质量。
本文主要研究了图像可逆水印的高保真性与鲁棒性,并通过实验验证了提出的方法的有效性和可行性。
1. 引言随着互联网和数字技术的发展,图像的使用和传播日益广泛。
然而,图像的盗版和篡改现象十分严重,使得保护图像的版权成为一项紧迫的任务。
传统的数字水印技术虽然可以对图像进行保护,但同时会影响图像的质量,降低观看效果。
因此,图像可逆水印技术应运而生。
2. 图像可逆水印的原理与应用图像可逆水印技术主要基于图像的特性,设计一种算法将水印嵌入到图像中,同时保证图像的视觉质量不受明显影响。
水印嵌入过程需要考虑到水印的鲁棒性,即嵌入的水印对图像处理操作的抵抗能力。
常见的嵌入算法包括离散小波变换、离散余弦变换等。
提取水印的过程主要通过检测图像的差异来实现。
图像可逆水印技术的应用领域很广泛,其中包括版权保护、医学图像认证、图像检索等。
在版权保护方面,图像可逆水印可以嵌入版权信息到原始图像中,一旦发现盗版行为,可以通过提取水印信息来追溯。
在医学图像认证方面,可逆水印技术能够为医学图像添加与病人相关的信息,方便逆向追溯和诊断。
在图像检索方面,可逆水印可以为图像添加特定属性和标识,方便进行检索和管理。
3. 高保真性与鲁棒性的研究为了提高可逆水印技术的保真性,当前研究主要关注两个方面:一是提高水印嵌入算法的效率和准确性;二是降低水印提取过程对图像的影响。
在嵌入算法方面,可以通过优化算法的参数选择、改进解码算法等方式来提高效率和准确性。
在提取过程中,可以采用特定的检测算法来减小对图像的影响。
同时,鲁棒性的研究也十分重要。
鲁棒性是指水印在经过一系列图像处理操作后依然能够被有效提取的能力。
目前的研究主要关注抵抗常见的图像处理操作,如图像压缩、旋转、缩放等。
可以通过引入错误纠正码、增加水印嵌入信息量等方式来增强水印的鲁棒性。
一种基于时间轴小波变换的鲁棒性水印算法研究
1 鲁棒性视频水印
n s n aey e sa d s f t.
【 e od 】i o a ra ; bs e ; ( vl r sr )m lel euny K y rs v e w t r r u ns WTWa eTa fm t en; wfqec w d e k o t s m et no i i o r
【 bt c】 a en o t m o aak nt a r a i e i o n i o o p so t kt r ls s A s at Tr tg nh c m n  ̄c e tm rn ot d dv e m r sn tc, e t e e r gi eo o h w e k g fh v e a d c e i aa h ai t c
不断发展的多媒体技术和互联 网技术加速 了数字视频作 品
的应用和传播 ,但是在给人们带来便利的同时 ,数字视频产 品 的盗版和非法复制问题 也变得越来越严重 。 目前 ,数字水 印技 术成为多媒体版权保护的一项重要技术 ,正受到越来越多研究 者 的注意。
文献[ 提出了一种鲁棒性的水印算法,该算法首先随机选择 3 1
f me o s c t ey f m e c c n e d d w t tr a k r a s c n e ui l r a h s e e b d e i wae v o h m r .An h ac lt n o h h e od t l e WT ma e d t e c lu ai t e t r e fl i i o f me n ks h rb o rq e c r me b d i g t e wae a k i t h o e u n y d t fDC i efa a t e wa o e s r ee y a lw fe u n y f a e d n t r r no te l w f q e c aa o T w t s l d p i y t n u e h m r h v t e a t atc te gh o e w t r a k T e r s l s o s te wae a k s se o e vd o i i vsbe wi r a o u t h n i t k srn t ft a e r . a h m h e u t h w h t r r y tm f h i e s n iil t g e trn fr ) i l e W v lt a s m T mei T o n
基于小波变换图像鲁棒性水印算法
收 稿 日期 :0 6— 9—1 ; 订 日期 :0 6—1 0 20 0 8修 20 1- 2
{: ( 1 W, i j
如果 I (,)一M I , _ 『 >D
d: ,)= , J (
( 5 )
1 )置乱算法 二值水 印图 像 ( 用 表 示 ) 设 该 图像 为 J ,利 用 , 7 v阶 A nl ro d置乱方法对 二值水 印 图像进行 置乱 , ro A nl d置乱 公式
为:
J - 将系数量化到最近的区间A的中点, ( = () ) 6 ,
【 将系数量化到最近 的区间 的中点 ,W( , )=0 一 J 其中 d , 为修改后 的系数 , ) 为标准差 。 6 )利用 小波逆变换 重构出 y分 量 , 并按 照公式转换 图像 颜 色空间 :
频、 平、 、 水 垂直 对角分量 。 4 )计算 门限值 :
D=m ( (川 + i i l Iad i ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ x  ̄, m ( , / n 2 (
( 3 )
其 中 m x ) rn )分别 为 取 最大 值 和最 小值 运 算 , a( 与 a ( i
(, i )意义 同 3 。 ) 5 )水印的嵌 入。 印嵌入前 , 水 需要计算偶数 行 、 系数 四 列
连通均值 ( 即该 系数上 、 、 、 4个系数 的均值 ) 下 左 右 :
(, 一1 (, +1 ( i )+ i )+ 一1 _ ( , )+ +1 ) 『 ,
() 4
盲提取 因为不需要原始载体 图像参与 而更具有实 际的应 用价值 。实现水印 的盲提取多是 因为在水 印嵌入时采用量化 的嵌入方法 , 中系数抖动调 制与均值 抖动调 制是两 种较常 其 用的量化方法 。系数抖 动调制具有水 印嵌入 量大 、 明性好 透 的优点 , 但鲁棒性不强 ; 均值抖 动调制鲁棒 性好 , 但透 明性 相对较差 。因此为了有效 提高水 印的鲁棒性 , 同时满足 透 明 性的要 求 , 本文提 出基 于小波变换 , 系数抖 动调 制与 均值 结合
基于遗传算法的小波域上的三维数字水印技术
a r e f o u n d v i a GA i n wh i c h t h e f i t n e s s f u n c t i o n i s d e i f n e d a s t h e mi n i ma l c h a n g e o f t h e s i g n i f i c a n t r e g i o n a f t e r t h e 3 DⅥ r a —
( 天津理工大学计算机视觉与系统教育部重点实验 室 天津 3 0 0 3 8 4 ) 。
摘 要 针对三维模 型在嵌入 水印后 形变量较 大、 会有局部失真的 问题 , 提 出了基于遗传算法的小波域上的三维数 字
水印嵌入 与提 取算法。首先寻找 三维模 型的特征点 , 然后根据使 嵌入水 印后 的模型特 征. 最的显著 区域 变化 最小 的原 则构造适应度 函数 , 以此通过遗传 算法寻找 最佳嵌入 点, 最后在 小波域上对 三维模型进行 水 印嵌入 。实验结果表 明,
t e r ma r k i g n e mb e d d i n g . F i n a l l y , t h e i f n a l wa t e m a r r k e d 3 D c o n t e n t i s o b t a i n e d t h r o u g h t h e i n v e r s e d i s c r e t e wa v e l e t t r a n s - f o m r o f t h e mo d i ie f d c o e fi c i e n t s . Th e n u me r o u s e x p e ime r n t a l r e s u l t s s h o w t h a t t h e p mp os  ̄ 3 D wa t e r ma r k i n g a l g o -
小波域中基于支持向量机的鲁棒性数字水印算法
关 系, 利用 支持 向量机 强的 学 习泛化 能力 , 以有效 实现对 水印信 号的鲁棒 性检 测 。实验 结 果表 明, 方法对 多种 攻击具有 可 该
较好 的鲁棒性 。 关 键 词 : 字 水 印 ; 鲁 棒 性 ; 小 波 变 换 ; 支 持 向 量 机 ; 信 息 隐 藏 数
中图法分类 号: P 0 . T 39 2
FU n ga g, W ANG ir ng Yo g— n Hu —o
( .C l g f o ue n ie r g Jme Unv ri , Xime 6 0 1 C ia 1 ol eo C mp tr gn ei , i i iest e E n y a n3 1 2 , hn ; 2 .Colg f i rtr, Jme iest, Xime 6 0 1 C ia l eo L t a e i i v ri e e u Un y a n3 1 2 , hn )
维普资讯
第 2 卷 第 1 期 9 7
V012 .9
N O. 7 1
计 算机 工程 与 设 计
Co p t rE g n e i g a d De i n m u e n i e r n sg n
20 年 9 08 月
S p .2 08 e t 0
p o o e .By a p yn eDW T o l ec a n l f h o o g ,a dt ec mp tto f h rp sd l i gt p h nb u h n e t e l r ma e n o u ai no t eJ o c i h ND a u e v lent i h DW T o ana c r i g d m i c o d n
文献标 识码 : A
基于小波技术的数字水印方法研究及应用
( 吉林 大 学 电子 科 学 与 工 程 学 院 , 春 1 0 1 ) 长 3 0 2
摘 要 : 本文 主要讨 论在小 波域嵌入 数 字水 印的研 究。在低 频 区域 嵌 入水 印, 稳定 性好 , 其 但
容易被人 眼察 觉 ; 频域嵌入 水 印不易被察 觉 , 稳定 性 差、 高 但 易遭 到 恶意 攻击 。本 文选 择在 低
e p rm e ton t l ort x e i n he a g ihm s i he e io m e f M a lb7 . ( 2 0 .The r s ls s w e ha n t nv r n nt o ta .6 0 R 0 8) e u t ho d t t t i l rt m a r a o s n s o c m pr s i n, i e i g a d no s ta k h s ago ih h d g e tr bu t e s t o e so fl rn n ie a t c . t K e r s: i ia t r a k; v l tta f r ; o us ne s y wo d d g t lwa e m r wa e e r ns o m r b t s
很 强 的鲁 棒 。
关键词 : 字水 印; 数 小波 变换 ; 鲁棒 性
中 图分 类 号 : 7 3 TP 5 文献标识 码 : A 文 章 编 号 :0 60 9 2 1 ) 20 4 —3 1 0 —0 X( O 0 0 —0 40
Re e r h a d a lc to fdi ia t r a k s a c n pp i a i n o g t lwa e m r
fe u n . ea t o ik d u h iay i g f i n u ie st s wa e ma k i g n d n rq e t Th u h rp c e p t ebn r ma eo l nv r i a t r r ma e a d ma e a Ji y
可无损恢复的小波域可见数字水印算法
可无损恢 复 的小波域 可见数 字水 印算 法
崔得龙①凌冰②
( ①西藏大 学工学 院 ⑦西藏 大学旅外学院 西藏拉 萨 800 ) 500
摘要: 文章研究 了可无损恢复的小波域 可见数 字水印算法 , 该算法是 为 了适应将 可见水印作为标签 或 版权标 识 , 并且接 收端 的授 权 用 户可将 水 印完全 去除 的应 用环境 。 算 法基 于 亮度 对 比模 型 , 结合 用 该 并 户密钥将水印图像特征 自适应嵌入到宿主 图像的高频和低频 系数 中。实验 结果表明 , 该算法嵌入的水印 具有较强的鲁棒性 , 授权用户可无损恢复 出原始图像 , 反之 , 非授权用户则不能在保证 图像质量的前提下
1 引言
与去除新算法 。 该算法 的提出是为了适应将可见水 印作为标签或版权标示 , 并且接收端的授权用户可 计算机 网络和多媒体信息处理技术 的发展 , 将水印完全去除的应用环境 [ , 为 4 其创新之处主要在 ]
人们获取和交流信息带来 了极大的便利 。 但由于数 于:1实现 了水 印的自适应嵌入 , () 即在充分考虑人 字化资料很容易被复制和转载 的原 因 ,引起 的滥 眼的亮度感 觉及 对 比灵敏度 阈值 等人类视觉系统 通过计算各个局部块的水印嵌入强 用、 篡改和伪造 , 以及版权所有者合法权益被侵犯 特性的基础上 , 等问题 。因此 , 必须采取相应技术措施对破坏和侵 度因子来嵌入水印 , 印嵌入强度 因子能够根据宿 水 权行为进行有效控制 。 主图像特征动态地进行调整 , 并能兼顾水印的可见 近年来 国际上提 出了一种有效 的数字产品版 性和鲁棒性 ;2 根据用户密钥生成 随机嵌入模板 , () 权保护技术——多媒体数字水 印【 ” 。根据水 印的可 嵌入位置完全取决 于用户密钥 , 同用户密钥产生 不 见性, 可分为可见水印和不可见水印两类冈 。可见数 不同嵌入模板 , 从而保证算法 的安全性和水 印去除 字水 印主要用于明确标示版权 ,防止非法使用 , 的完全 性 。 虽
一种鲁棒水印的嵌入检测技术研究与仿真
[] Matai ,d t EGMu ihxr hn eSprt g i lt dgt 3 t e GLC s l . hp e C a nle eai Unt ne i a h a n s r il a dP rll ope ies ie[] E ETa s,9 5 1 : 8 3 4 n aal u ldFl r h rJ . E rn.1 6 ,33 — 3 . eC t F I 2
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S — ECH NFORMAT ON CI T I I DEVE P N LO ME T& E O O C N07 7 期
文章编号 : 0 - 0 3 2 0 )4 0 9 — 3 1 5 6 3 (0 7 0 — 14 0 0
[] K o .ul-oe hla r oa r [ .ioaeT er ad 4 w kR S a- dl ec s t JMc w v hoy n D m il e n o ] r
水 印系统正是利用小波 变换 的这种特性将图像进行分解后得到分 类 的图像信息 , 然后选 择一些适 合修改 圉像信 息的位置 , 修改其 小波系
l 图像数字水印的研究现状
数字水印的概念 是 Crm 于 19 年提 出来 的, a ri 93 o 主要应用 于数字 图 像, 其早期开发主要侧 重于静止图像的版权保护 。数字水 印的研究主要
原始图像经一级小波变换后 , 被分为 4 个子带 : 水平方 向( L 、 H )垂直
方 向(H 、 L )对角方 向( H 的 中高频 细节子带 以及低频 逼近子带 (L 。 H ) L) 如果对低频逼近部分继续分解就形成 了二尺度下的另外 4 个子带。 小波 三级 多分辨率分解图示见图 1 。
数字水印技术的鲁棒性与安全性分析
数字水印技术的鲁棒性与安全性分析数字水印技术是一种将特定信息嵌入到数字媒体(如图像、音频和视频)中的技术,以保护版权和防止盗版。
这项技术已经广泛应用于多个领域,包括版权保护、内容认证和数据隐私。
然而,为了确保数字水印技术的有效性和可靠性,对其鲁棒性和安全性进行分析非常必要。
首先,数字水印技术的鲁棒性是指在传输、压缩、变换、攻击等操作下,水印依然能够被准确提取出来。
鲁棒性是数字水印技术的核心要素之一,对于保证数字水印的有效性起着至关重要的作用。
对于图像水印来说,鲁棒性可以通过对嵌入算法和提取算法的设计来实现。
鲁棒性直接关系到数字水印技术的实用性,如果鲁棒性不够强,那么嵌入的水印在媒体传输和处理过程中就容易被破坏,从而失去了原本的意义和效果。
其次,数字水印技术的安全性是指水印信息不能被未经授权的人访问或修改。
安全性是数字水印技术的另一个关键方面。
在数字水印技术中,水印信息往往包含着重要的版权或认证信息,一旦水印信息遭到篡改,就会导致严重的后果,如盗版、造假等问题。
为了保证数字水印的安全性,需要采用适当的算法和密钥管理技术,确保只有授权用户可以对数字水印进行提取和修改。
在数字水印技术的鲁棒性和安全性分析中,还需要考虑到以下几个因素:1. 嵌入率:数字水印技术的嵌入率是指水印信息占媒体数据的比例。
嵌入率过高可能会导致影响到媒体的视觉或听觉效果,降低用户的体验感。
因此,在保证鲁棒性和安全性的前提下,需要选择合适的嵌入率来平衡保护和用户体验的需求。
2. 嵌入算法:嵌入算法是指将水印信息嵌入到媒体中的具体方法。
嵌入算法的设计关系到数字水印的鲁棒性和安全性。
通常情况下,嵌入算法需要满足以下几个要求:对媒体数据的扰动最小化、水印信息的隐藏性、抗攻击性等。
3. 提取算法:提取算法是指从包含水印的媒体中准确提取出水印信息的方法。
提取算法的设计也是保证数字水印的鲁棒性和安全性的关键因素之一。
提取算法需要克服媒体数据的压缩、变换、攻击等操作对水印提取的影响,保证提取的准确性和稳定性。
鲁棒数字图像水印技术研究的开题报告
鲁棒数字图像水印技术研究的开题报告一、研究目的和意义随着数字图像处理技术的不断发展,数字水印技术已经得到广泛应用。
数字水印技术一般指在数字媒体中嵌入一些无形的标记信息,以实现版权保护、交易安全、内容追踪等目的。
数字水印技术与传统的水印技术相比,具有不易重复和损坏、不易检测和消除、应用范围广、信息隐藏效率高等优点。
数字图像水印技术是数字水印技术中最广泛应用的一种,也是目前研究最为深入的一种。
然而,数字图像水印技术也面临着很多的挑战和难点。
鲁棒性是数字图像水印技术研究中最重要的问题之一。
在数字图像中嵌入水印时,可能会被各种噪声、攻击和变换等操作影响,从而使得嵌入的水印信息难以检测和识别,进而失去了保护版权和信息安全的功能。
为了解决这个问题,需要研究具有鲁棒性的数字图像水印技术。
本文旨在研究鲁棒数字图像水印技术,以提高数字媒体的版权保护和信息安全性。
通过分析数字图像水印技术的基本原理和现有的鲁棒性检测方法,设计并实现一种新的数字图像水印技术,该技术能够在保证数据隐藏的情况下具有高鲁棒性。
同时,本文将提出一种改进的鲁棒性检测方法,可以有效地检测和识别嵌入在数字图像中的水印信息,从而更有效地保护数字版权和信息安全。
二、研究内容和方法本文将围绕数字图像水印技术的鲁棒性问题展开研究,主要研究内容包括:1. 数字图像水印技术的基本原理和实现方法。
对数字图像水印技术的实现方法进行综合分析和比较,寻找一种适用于本研究的数码图像水印技术方案。
2. 鲁棒性数字图像水印技术的设计和实现。
基于所选择的数字图像水印技术,研究如何提高其鲁棒性,并设计实现一种新的鲁棒性数字图像水印技术。
3. 改进的鲁棒性检测方法的设计和实现。
针对现有的鲁棒性检测方法存在的局限性,提出一种改进的鲁棒性检测方法,用于检测和识别嵌入在数字图像中的水印信息。
在研究过程中,将主要采用实验研究方法和数据分析方法,通过实验来验证研究成果的可行性和可靠性。
三、研究预期结果本研究的预期结果如下:1. 设计并实现一种具有高鲁棒性的数字图像水印技术,该技术可以在降低数据隐藏率的前提下,大大提高数字媒体的信息安全性和版权保护能力。
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各位答辩老师
谢 谢
六、总结 提出了一种基于幻方和行列相结合的置乱算法。 1、提出了一种基于幻方和行列相结合的置乱算法。 算法具有很好的效果、 算法具有很好的效果、效率及鲁棒性 2、提出了一种基于人类视觉系统的小波域水印算法 , 算法对压缩和剪切具有良好的鲁棒性 3、基于小波域的自适应嵌入的水印算法 ,算法在抗 压缩攻击的能力上该算法表现出了非常出色的鲁棒 性
实验结果
压缩比率为95%时提取了水印NC=0.9892 压缩比率为50%时提取了水印NC=0.9476 压缩比率为20%时提取了水印NC=0.8233
剪掉4*4的水印图像时提取了水印NC=0.7907
水印嵌入及提取算法鲁棒性对比评测分析 (剪切 攻击) 攻击)
算法生成嵌入水印图像的PSNR值都是接近于 的,所 值都是接近于37的 算法生成嵌入水印图像的 值都是接近于 以下面的研究是具有可比性的
2.2536
4.0365
5.3657
3.5624
0.4054
2.7124
5.0502
5.1256
5.2357
5.2415
小结
置乱的算法可以作为图像加密的密钥 置乱的图像也可以作为待嵌入水印的预处理技术, 置乱的图像也可以作为待嵌入水印的预处理技术,以保证 嵌入图像后能够保证嵌入水印图像良好的不可见性和良好 的鲁棒性 置乱度越高,水印的不可见性就越好, 置乱度越高,水印的不可见性就越好,同时水印的鲁棒性 也就越强 本文提出的置乱算法效率很高, 本文提出的置乱算法效率很高,只需要短短的几次运算就 可以达到杂乱无章的效果
小结
基于人类视觉系统的小波域水印算法, 基于人类视觉系统的小波域水印算法,该算法根据人类视 觉系统的特点将水印嵌入到小波分解后的特定区域, 觉系统的特点将水印嵌入到小波分解后的特定区域,保证 了良好的不可见性。 了良好的不可见性。算法对于压缩和剪切攻击具有良好的 鲁棒性 基于小波域的自适应嵌入的水印算法 ,该算法将小波区 域分成若干块,根据每块不同的纹理特征, 域分成若干块,根据每块不同的纹理特征,自动的选择嵌 入强度系数的数值,保证数字水印的鲁棒性 。算法对于压 入强度系数的数值, 缩攻击能够表现出特别好的鲁棒性
实验效果比较
原始图像
1次迭代
3次迭代
5次迭代
12次迭代
Arnold变换算法 变换算法
原始图像
1次迭代
3次迭代
5次迭代
12次迭代
队列变换算法
原始图像
1次迭代
3次迭代
5次迭代
12次迭代
幻方和行列结合变换算法
置乱度的概念
图像的置乱度是原图像中相邻像素置乱变换后距离变 化的均值和方差之比 置乱度表现置乱后图像与原图像的差异情况,置乱度 置乱度表现置乱后图像与原图像的差异情况, 值越大置乱效果越好
水印嵌入公式
Ii ' = Ii + alpha × Wi
Ii′为嵌入水印后的系数,Ii为待嵌入的系数, 为嵌入水印后的系数, 为待嵌入的系数 为待嵌入的系数, 为嵌入水印后的系数 alpha为嵌入强度,Wi为待嵌入水印的系数 为嵌入强度, 为待嵌入水印的系数 为嵌入强度
鲁棒性水印评测标准
不可见性 鲁棒性
不足 1、置乱方面虽然提高了置乱算法的计算效率但对于 压缩、 压缩、噪声等攻击还是表现较弱的鲁棒性
2、水印的嵌入算法方面本文提出的两种数字水印嵌 入算法虽然在抗剪切和压缩方面表现了很好的鲁棒 性但对于噪声攻击鲁棒性较弱的问题还是没有解决
后期工作和展望 1、对水印基本理论的研究,包括水印结构、水印嵌 、对水印基本理论的研究,包括水印结构、 入对策、水印检测方案、水印性能评价标准、 入对策、水印检测方案、水印性能评价标准、水印 的标准化等 2、水印与密码学的结合,解决信息安全的某些问题 、水印与密码学的结合, 3、开展公钥数字水印系统技术研究,即盲水印 、开展公钥数字水印系统技术研究, 4、脆弱水印技术的研究,用于认证 、脆弱水印技术的研究, 5、自动嵌入水印的研究,篡改恢复 、自动嵌入水印的研究, 6、水印技术的应用问题,如何将水印技术更好的运 、水印技术的应用问题, 用到实际生活当中
数字水印分类(按照特性分类) 数字水印分类(按照特性分类)
著作权信息, 著作权信息,它要求嵌入的水印能够经受各种 常用的编辑处理, 压缩, 常用的编辑处理,如JPEG压缩,噪声攻击,滤 压缩 噪声攻击, 波等操作。 波等操作。
鲁棒性水印: 1、鲁棒性水印:主要用于在数字作品中标识
2、脆弱性水印:脆弱数字水印主要用于完整 、脆弱性水印:
人类视觉特性
频率敏感性 亮度敏感性 对比度掩盖特性
根据特性水印嵌入位置的选择
人眼对于低部分发生的改变比较敏感, 人眼对于低部分发生的改变比较敏感,而对高频部分 发生的改变不太敏感 低频部分鲁棒性好, 低频部分鲁棒性好,但不可见性差 高频部分正好与低频部分相反 本文根据人类视觉特性将水印嵌入在中频上, 本文根据人类视觉特性将水印嵌入在中频上,既保证 一定的不可见性, 一定的不可见性,又保证一定的鲁棒性
鲁棒性小波域数字水印技术的研究
答辩人: 答辩人:龚文安 导 师:鲁五一 教授
目录 一、绪 论 二、数字水印技术介绍 三、数字水印置乱算法的研究 四、小波域鲁棒性数字水印嵌入及提取算法的研究 五、成果与展望
课题来源
计算机网络飞速发展使得计算机技术应用于人们生活与生产 的各个领域, 的各个领域,多媒体信息在传输过程中会遭受各类无意或有意 的篡改攻击,数字水印便应运而生。 的篡改攻击,数字水印便应运而生。
水印嵌入及提取算法鲁棒性对比评 剪切攻击) 测分析 (剪切攻击)
DCT域算 法nc 压缩质量为 95% 压缩质量为 80% 压缩质量为 70% 压缩质量为 50% 压缩质量为 20% 0.9235 0.7524 0.6985 0.6625 0.3125 小波零树算 法nc 0.9758 0.9702 0.9325 0.7856 0.8024 基于视觉系统小波 算法nc 0.9469 0.8605 0.7512 0.5896 0.3503 自适应嵌入 算法nc 0.9892 0.9774 0.9687 0.9476 0.8233
实验结果( 实验结果(压缩和剪切攻击实验 )
压缩比率为95%时提取了水印NC=0.9469
压缩比率为20%时提取了水印NC=0.3503 剪掉64*64的水印图像时提取了水印NC=0.8188
剪掉1/4的水印图像时提取了水印NC=0.6911
自适应鲁棒性水印嵌入及提取算法
设定一个阀值T1, 设定一个阀值 ,计算每块区域中的小波矩阵的系 如果当一个矩阵中绝对值大于T1的点的个数的总 数,如果当一个矩阵中绝对值大于 的点的个数的总 和大于T2,就认为该区域为强纹理区域, 和大于 ,就认为该区域为强纹理区域,如果该区域 中绝对值大于T1的个数总和小于 的个数总和小于T2, 中绝对值大于 的个数总和小于 ,就认为该区域为 弱纹理区域。 弱纹理区域。 将较大的强度系数加在强纹理区域上, 将较大的强度系数加在强纹理区域上,将较小的强 度系数加在较弱纹理的区域上。 度系数加在较弱纹理的区域上。
DCT域算 法nc 剪切1/16 剪切1/8 剪切1/4 剪切1/2 0.7125 0.5876 0.4253 0.0125 小波零树算 法nc 0.8074 0.7635 0.651 0.1253 基于视觉系统小波 算法nc 0.8188 0.7756 0.6911 0.1811 自适应嵌入算法 nc 0.1053 0.0586 0.0125 0.0024
性保护脆弱水印必须对信号的改动很敏感, 性保护脆弱水印必须对信号的改动很敏感,人 们根据脆弱水印的状态就可以判断数据是否被 篡改过。 篡改过。
数字水印技术算法的主要研究内容
1、水印图像预处理算法(置乱算法) 水印图像预处理算法(置乱算法) 2、水印嵌入及提取算法 3、水印攻击及检测
数字水印技术基本框架
课题研究意义
如何保证在受到攻击的前提下数字媒体产品也能保证较好的 安全性? 安全性 鲁棒性数字水印技术 鲁棒性(Robustness):可以理解为“强健性、坚固性、 鲁棒性( ):可以理解为“强健性、坚固性、 ):可以理解为 强壮性” 在有些文章中又称为“稳健性” 强壮性”,在有些文章中又称为“稳健性”。 数字水印(Digital Watermarking) :永久镶嵌在宿主数据 数字水印 中的具有可鉴别性的数字型号或模式。 中的具有可鉴别性的数字型号或模式。
数字图像的小波变换
H0(n) H0(n) 2 H1(n)
S
2
LL2Βιβλιοθήκη LHH0(n) H1(n) 2 H1(n)
2
HL
2
HH
一级小波变换后的4个子带图例 一级小波变换后的 个子带图例
基于幻方和行列变换的图像置乱技术
或列)进 1、首先按图像块置乱,再按图像块中的行(或列 进 首先按图像块置乱,再按图像块中的行 或列 行置乱, 行置乱,以取消图像象素点在邻域中空间位置上的相 关性 再将得到的图像在行、列两个方向上分别进行上、 2、再将得到的图像在行、列两个方向上分别进行上、 下及左、右的隔行(或隔列 的整行(或整列 或隔列)的整行 或整列)的元素交 下及左、右的隔行 或隔列 的整行 或整列 的元素交 以消除图像相邻行(或列 或列)的位置相关性 换,以消除图像相邻行 或列 的位置相关性
置乱度关系曲线
6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 Arnold变换 队列变换 幻方和行列结合 变换
置乱度比较
n Arnold变换 1 0.3754 2 0.9865 3 2.1534 4 4.0528 5 5.2562 6 3.5745
队列变换 幻方和行列结 合变换
0.3756
0.9912