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随着计算机和网络技术的飞速发展,数字图像、音频、视频等数字产品越来越需要一种有效的版权保护方法,数字水印在技术上为保护多媒体信息和保证其安全使用提供了一种新的解决思路,己成为多媒体信息安全研究领域的一个热点。所谓数字水印技术就是将数字信息如产品序列号、文本内容、图像标志等版权信息嵌入到多媒体数据中,以起到版权保护、秘密通信、数据文件的真伪鉴别等作用。
小波分析又称为多分辨分析,是在傅立叶分析的基础上发展起来的新兴学科,具有深刻的理论意义和广泛的应用范围,无论是对古老的自然学科还是对新兴的高新技术应用学科都产生了强烈冲击,是目前国际上科技学术界高度关注的前沿领域。
本文主要是在小波域中对中频数字水印技术和非对称密钥数字水印技术进行研究。在现有的小波变换域数字图像水印算法主要可分为两类:一是在低频子带中嵌入水印;二是在高频子带中嵌入水印。本文在综合两种方法的基础上提出一种新的在小波变换中频部分嵌入水印的方法。从小波变换后的中频部分选择待嵌入系数,并根据人类视觉特性(HVS)对嵌入强度进行调整传统的数字水印技术在进行水印检测时,需要公开数字水印嵌入过程中所使用的所有密钥。这样攻击者一但得到这些密钥即拥有了改变原数字水印的先决条件,甚至可以利用密钥在数字媒体中加入伪造水印,致使数字媒体的真正所有者难以被确定。由于传统数字水印技术存在这样的安全隐患,本文对非对称密钥数字水印技术进行了研究,提出了一种基于离散小波变换的非对称密钥数字水印算法。该算法利用私钥把水印嵌入到小波分解后的中高频系数中,提高了水印系统的不可视性,水印嵌入过程中可以自适应的调节嵌入强度,同时引入了扩频的概念,增强了水印系统的鲁棒性。水印的提取可以分为两个部分,任何数据使用者都可以用公钥检验水印,而只有数据所有者可以利用私钥提取水印,水印提取过程不需要原始图像的参与。
本文设计的所有算法,包括嵌入、攻击、提取、验证均在MATLAB7.0环境中进行。实验证明本文提出的两种基于小波域的图像数字水印系统经过噪声、滤波、剪切、JPEG压缩等常见攻击后,水印仍然可以被较好的提取或检测出来。