數(shù)字圖像水印與量化音頻水印的若干關鍵技術研究.pdf

1、近年來，隨著計算機通信和網絡技術的迅猛發(fā)展，多媒體數(shù)據(jù)的處理、存儲、傳輸?shù)茸兊孟喈數(shù)姆奖?、快捷，這極大地豐富和便捷了人們的生活。與此同時，各種非法的復制、分發(fā)、篡改等，也嚴重侵害了多媒體數(shù)據(jù)版權所有者的利益。有證據(jù)表明：各種各樣的盜版行為業(yè)已成為數(shù)字產業(yè)健康發(fā)展的重大障礙。在這樣的時代背景下，數(shù)字水印技術作為多媒體數(shù)據(jù)版權保護和內容認證等的有效手段，逐漸成為國內外信息安全領域的一個新的研究熱點。
　　 本論文圍繞魯棒性水印和脆弱

2、性水印兩種數(shù)字水印技術，以圖像和音頻數(shù)據(jù)為載體，設計了多種水印算法。具體工作如下：
　　 1.分析了現(xiàn)有能區(qū)分圖像內容和水印篡改的脆弱水印算法存在對某些篡改失效的問題。利用混沌映射良好的隨機性和對初值的極端敏感性，設計了一種能有效區(qū)分圖像內容和水印篡改的脆弱水印算法。理論分析和實驗結果表明：該算法不可見性好，而且具有篡改檢測、篡改定位、篡改區(qū)分和篡改恢復的功能。
　　 2.提出了增強基于奇異值分解圖像水印算法的不可見性和

3、魯棒性的兩條規(guī)則，以指導水印的嵌入。規(guī)則1指出U分量和V分量中只有第一列元素最穩(wěn)定，適合于嵌入水印信息；規(guī)則2指出可以采用補償操作來提高水印的不可見性。理論分析和實驗仿真結果表明：利用提出的兩條規(guī)則，設計基于奇異值分解的水印算法，能有效改善水印信息的不可見性和魯棒性。
　　 3.針對使用二值圖像作為脆弱水印存在的安全隱患，利用奇異值分解變換，基于音頻內容生成了待嵌入的水印信息，設計了一種變換域脆弱音頻水印算法。研究結果表明該算法

4、不可聽性好，并且對有損壓縮、添加噪聲、低通濾波等常規(guī)音頻信號處理攻擊具有較強的敏感性，此外，對替換等惡意篡改能夠作出報警并確定篡改位置。
　　 4.現(xiàn)有的公開變換域魯棒音頻水印算法存在著易遭受攻擊者惡意攻擊的安全隱患，為此，利用離散分數(shù)變換角度不定的性質，提出了一類基于離散分數(shù)變換的魯棒音頻水印算法。通過基于密鑰生成的混沌序列選擇不同的離散分數(shù)變換角度的方法有效地提高了水印系統(tǒng)的安全性。此外，實驗結果表明該算法對MP3壓縮、重采

5、樣之類的常規(guī)音頻信號處理攻擊具有較強的魯棒性，且水印系統(tǒng)的虛警概率和漏警概率較低。
　　 5.通過理論分析和實驗驗證了音頻信號傅立葉變換系數(shù)絕對值的均值對回放速度修改這種去同步攻擊的穩(wěn)定性。利用三個相鄰音頻段均值的比例關系，提出了一種基于音頻頻域統(tǒng)計特征的魯棒音頻水印算法。該算法在保證對常規(guī)音頻信號處理攻擊魯棒性的同時，可以抵抗相當程度的回放速度修改攻擊和音頻信號幅度伸縮攻擊。
　　 6.分析并通過實驗驗證了音頻信號的過