图像水印并行算法的研究与设计

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaohongm
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随着网络和多媒体存取技术的快速发展,数字产品的分发和复制以前所未有的速度发展,但是由于数字产品易复制、易篡改的特性,数字产品的安全问题得不到保障。数字水印是通过在数字媒体中嵌入不可感知的版权信息,来确认版权所有者、检测和跟踪侵权行为的一门技术。  当前人们研究的比较多的是图像水印技术,由于图像水印所处理的数据量较大,图像水印算法的复杂度也比较高,所以图像水印的处理速度一般也比较慢,研究如何提高图像水印的处理速度是有必要的。并行计算是提高处理速度的有效手段之一,可以用并行计算的方法提高图像水印的处理速度。另外,图像水印的透明性与鲁棒性问题,即如何在保证透明的前提下提高水印的鲁棒性也是人们关心的问题。  论文首先阐述了数字水印技术的产生、应用和发展现状。研究和分析数字水印的基本框架,及其主要环节的关键技术。对水印图像预处理的并行算法进行了的研究。阐述了当前常用的水印置乱算法,讨论了Arnold图像置乱算法基本原理,详细论述了Arnold图像置乱算法的串行实现。分析了Arnold变换的并行性,并提出了其静态负载均衡和动态负载均衡算法。设计的并行算法己经在机群上的MPI平台上实现,理论分析和实验表明设计的并行算法具有较高的并行效率和实用价值。  其后阐述了DCT水印的基本原理,比较了其常见算法及其优缺点。提出了DCT水印的嵌入位置与拉伸系数的选择方法,重点论述了DCT自适应水印算法。  对图像DCT水印的并行算法进行了的研究。详细分析了离散余弦变换的工作原理,找出其并行化的可能性,重点设计了机群环境下DCT水印的静态负载均衡与动态负载均衡算法。设计的并行算法己经在机群上的MPI平台上实现,通过理论分析和对两个算法的实验结果进行比较,表明并行算法具有较高的并行效率。  最后讨论了小波水印并行算法。分析了小波技术的基本原理,给出了一种鲁棒性比较好的小波水印算法。详细分析了小波变换的并行性,提出了小波水印的并行算法,讨论了小波水印并行算法的通信复杂度与计算时间问题。
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