基于DCT域的數(shù)字圖像水印算法的研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展、媒體資源數(shù)字化進(jìn)程的不斷加快。數(shù)字產(chǎn)品（如圖片、音頻、視頻等）的版權(quán)問(wèn)題日益凸顯。也使得數(shù)字水印技術(shù)成為近年來(lái)研究的一個(gè)重要課題之一。特別是在信息安全領(lǐng)域、計(jì)算機(jī)領(lǐng)域、通信領(lǐng)域引起了科研工作者的廣泛關(guān)注。從上世紀(jì)九十年代，在一些高水平的學(xué)術(shù)期刊陸續(xù)刊登了有關(guān)于數(shù)字水印方面的論文，并且文章的數(shù)量也在逐年增多。隨后又有一些比較權(quán)威的國(guó)際會(huì)議和國(guó)際雜志也發(fā)表了有關(guān)于數(shù)字水印方面的專(zhuān)刊。國(guó)外的一些大學(xué)及科研機(jī)構(gòu)也致力于水印

2、算法的研究，如美國(guó)的麻省理工大學(xué)、普渡大學(xué)、英國(guó)的劍橋大學(xué)以及日本的NEC研究院和美國(guó)的IBM研究所等。并且通過(guò)不懈的努力都取得了一定的科研成果。
　　本文主要對(duì)基于DCT域的數(shù)字圖像水印算法進(jìn)行了研究。首先對(duì)信息隱藏及數(shù)字水印的發(fā)展歷程進(jìn)行簡(jiǎn)要的概述，然后對(duì)數(shù)字水印的特性、分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)、主要研究領(lǐng)域和基本理論進(jìn)行了分析。之后作者對(duì)水印預(yù)處理所要使用的置亂算法和混沌加密算法進(jìn)行了分析，實(shí)現(xiàn)了一種基于Arnold置亂并結(jié)合混沌加密的數(shù)字

3、水印預(yù)處理方法，加強(qiáng)了數(shù)字水印算法的可靠性。
　　本文作者的主要工作是設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了兩種數(shù)字圖像水印算法，并針對(duì)兩種水印算法在抗剪切攻擊方面表現(xiàn)出的不足提出了相應(yīng)的改進(jìn)算法。第一種水印算法的主要思想是先對(duì)嵌入水印的載體圖像分塊，并對(duì)各子塊（8?8子塊）做DCT變換，然后對(duì)水印圖像信息進(jìn)行Arnold置亂和混沌加密，最后在載體圖像每個(gè)子塊的DCT中低頻位置選定系數(shù)并按照一定的算法實(shí)現(xiàn)水印信息的嵌入。第二種水印算法是在第一種水印算法工作

4、的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種基于中頻系數(shù)而實(shí)現(xiàn)水印信息嵌入的方法。該算法的特點(diǎn)是，不直接利用1、0的水印信息對(duì)嵌入系數(shù)進(jìn)行替換，而是通過(guò)1行8列的序列表示水印信息，并且在嵌入系數(shù)上通過(guò)疊加該序列來(lái)實(shí)現(xiàn)水印信息的嵌入。通過(guò)加入兩個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)，可以分別實(shí)現(xiàn)對(duì)水印的強(qiáng)度和位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是，水印算法在實(shí)現(xiàn)盲提取的同時(shí)，進(jìn)一步提高了水印算法檢測(cè)的效率。
　　作者在實(shí)現(xiàn)兩種水印算法的基礎(chǔ)上，又通過(guò)大量的仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)兩種水印算法的

5、性能進(jìn)行了評(píng)估。利用客觀評(píng)價(jià)體系，通過(guò)對(duì)水印圖像的峰值信噪比和歸一化值進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明兩種水印算法在抵抗多種攻擊類(lèi)型時(shí)都表現(xiàn)出較強(qiáng)的魯棒性。第二種水印算法是在總結(jié)第一種水印算法的優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)上作者所做的進(jìn)一步深入研究，因此實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明第二種水印算法在抵抗JPEG壓縮、噪聲、濾波等攻擊方面表現(xiàn)出更好的性能。同時(shí)本文針對(duì)兩種水印算法在抵抗剪切攻擊方面表現(xiàn)出的不足提出了改進(jìn)性算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)后的算法在抵抗剪切攻擊方面表現(xiàn)出很強(qiáng)的魯棒