基于具有UEP特性的非规则LDPC码的数字水印技术研究

来源 :兰州大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:fijihi
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近年来,互联网技术的迅速发展给人们的生活带来便利的同时,也带来了诸多像版权纠纷、盗版等问题,随着这些问题的出现,数字水印技术应运而生。数字水印技术面临的主要问题是如何抵抗各种恶意攻击,最终实现不可见性和鲁棒性的折中。针对以上问题,本文将注意力集中在数字水印的不可见性以及数字水印的鲁棒性问题上,主要研究了基于具有不等差错保护(UEP)的非规则低密度奇偶校验(LDPC)码的数字水印方法。针对水印的不可见性问题,采用了离散小波+奇异值分解的方法,即将图像进行离散小波变换(Discrete Wavelet Transform,DWT)后,对相应三级DWT变换子图像进行奇异值分解(Singular value Decomposition,SVD)。离散小波变换是基于变换域上的变换,它将一张原始图像分解成连续的不同频段上的更小的正交图像,符合人眼的视觉特性,这样可以在不同频段上嵌入水印,它同时具有时空域和离散余弦变换的优点。奇异值分解具有相当的稳定性,同时奇异值反映的是原始载体的内在特性,奇异值的改变不会引起大的视觉变化,有利于提高数字水印嵌入的隐蔽性。这两者的结合加强了数字水印的不可见性。针对数字水印的鲁棒性低的问题,提出了基于不等差错保护(Unequal Error Protection,UEP)特性的非规则LDPC编码的方法,即将数字水印进行具有UEP特性的非规则LDPC编码以提高抵抗恶意攻击的能力。将数字水印系统看作是一个数字通信系统,对于数字水印进行纠错编码能够提高水印在信道中传输的可靠性。将灰度图像作为原始水印,对灰度图像进行位平面分解,这样存在最重要的位平面,次重要的位平面以及最不重要的位平面,当然将所有的位平面同等看待是不合理的,所以在本文中提出将水印进行具有UEP特性的非规则LDPC编码。非规则LDPC码本身带有不等差错保护特性,将最重要的位平面进行最重要保护,次重要的位平面进行次重要保护,从而起到提高数字水印鲁棒性的作用。本文对提出的方案做了详细的仿真实验,将提取出的水印图像进行了实验比较。本文提出的数字水印方案原始载体图像PSNR达到40.2dB,说明本文中的水印嵌入方案具有良好的不可见性,同时在方差为0.7,0.8,0.9的高斯噪声攻击下,提取出的水印PSNR达到40dB,可见本文提出的数字水印方案具有较强的鲁棒性。
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