基于变换域的鲁棒水印算法研究

【摘要】数字水印是图像处理和模式识别领域探讨的一个重要课题。作为目前解决版权保护和完整性认证的有效方法之一，它的研究不仅具有重要的理论意义，而且对数字作品的合理使用也有不可替代的实际作用。本文针对变换域的数字水印算法进行研究，以获得数字水印鲁棒性和不可见性之间的综合平衡为主要目标，对水印图像的预处理、水印的嵌入和提取等关键阶段展开研究，探讨变换域下鲁棒水印问题的研究方法。本文的主要工作概括如下：1.首先介绍了数字水印课题的研究背景，研究意义及国内外发展情况，并针对数字水印的特点和分类，分析了各类方法的优缺点。2.结合离散小波变换和奇异值分解设计出一种在保证隐蔽性的同时又鲁棒的盲水印算法。该算法充分考虑了离散小波变换和奇异值分解的优点。首先在水印嵌入之前对水印进行Arnold置乱预处理，以提高水印抵抗攻击的能力。同时在嵌入过程中对原始载体图像小波低频子带分块运用奇异值分解，然后将预处理后的水印图像量化的嵌入到对应的奇异值中。最后，通过对载体图像进行不同的图像处理操作以评估出该算法的鲁棒性。实验结果证明该算法可以抵抗各类常见攻击，尤其对JPEG压缩攻击表现出很强的鲁棒性，且提取水印的过程无需原始图像，具有较强的实用性。3.利用差分进化和Contourlet变换提出一种自适应的鲁棒水印算法。首先对载体图像进行Contourlet变换，获得其逼近子带；然后对该子带和水印同时运用奇异值分解；再利用加性嵌入方式嵌入水印，嵌入水印时嵌入强度因子通过差分进化算法（Differentialevolutionalgorithm，DEA）获得，以达到自适应的效果。该算法有效利用了DEA随机优化、受控参数少的特点以及奇异值分解稳定性强和Contourlet变换的固有特点，使算法具有了较强的抗攻击性。实验结果表明了算法的有效性，在确保不可见性的同时，对直方图均衡、裁剪、添加噪声、JPEG压缩和滤波等操作都具有较好的鲁棒性。
【作者】陈璐；
【导师】马小虎；
【作者基本信息】苏州大学，计算机技术（专业学位），2014，硕士
【关键词】离散小波变换；奇异值分解；量化；Contourlet变换；差分进化；

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