数字图像水印嵌入算法研究

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数字水印技术是一种有效的数字产品版权保护和数据安全维护技术,是信息隐藏技术研究领域的一个重要分支,已经受到国际学术界和企业界的高度关注。在现实生活中,数字水印技术已经广泛应用在数字作品的知识产权保护、商务交易中的篡改防伪、声像数据的隐藏标识和篡改提示等方面。数字水印技术主要分空域数字水印技术和变换域数字水印技术,目前变换域数字水印技术以其物理意义清晰、可充分利用人类的感知特性、不可见性和鲁棒性好、与压缩标准兼容等优点成为研究的热点领域。本文的研究主要集中于变换域环境下数字水印的嵌入问题,期望通过提出改进算法以提高水印算法的鲁棒性。 首先对数字水印技术进行了比较详细的介绍,包括数字水印技术的研究背景、历史、现状,以及数字水印技术中比较关键的几部分如:水印生成、水印嵌入。同时对空域数字水印技术进行了简单的介绍,实现了一种算法——LSB算法,并通过实验结果指出了该算法的优缺点。 本文的工作重点在对变换域数字水印嵌入技术的研究方面。在变换域数字水印技术上,分别对基于离散余弦变换(DCT)的数字水印算法及基于离散小波变换(DWT)的数字水印算法进行了详细分析。 在基于DCT的数字水印算法上,首先实现了一种DCT域典型算法,并通过实验结果指出了该算法的缺点。根据这些缺点,本文提出了一种基于图像内容的自适应水印嵌入算法,将自组织特征映射网络和DCT相结合,根据图像内容自适应地决定嵌入强度。通过比较两种算法得到的含水印图像的质量、提取出的水印图像的质量,以及两种算法在鲁棒性方面的表现得出:本文所提出的算法在提高提取水印图像的质量方面、在抗攻击的鲁棒性方面都较典型算法有很大提高。 在基于DWT的数字水印算法上,首先实现了一种DWT域典型算法,并通过实验结果指出了该算法的缺点。根据该算法的缺点本文提出了一种基于小波包变换和DCT相结合的数字水印嵌入算法,该算法充分利用小波变换和DCT变换的优点,弥补各自变换的不足。通过比较两种算法提取出的水印图像的质量,以及两种算法抗攻击的能力,最终得出结论:本文所提出的算法在提高提取水印图像的质量和抗攻击这两方面都较典型算法有很大的提高。
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