基于DWT-SVD的图像水印算法研究

【摘要】数字水印作为信息隐藏的重要分支，在数字多媒体产品的版权保护和内容认证问题上起到了重要作用，其相关的理论与算法正在不断发展和完善。目前数字图像水印技术已经成为一个研究热点，水印容量与鲁棒性之间的矛盾以及抗几何攻击能力薄弱等问题一直未能很好地解决。因此本文利用DWT、SVD在数字水印方面的应用，提出了几种解决上述问题的水印算法。本文的研究内容及主要研究成果如下：1、简要的论述了数字水印产生的背景、应用及研究现状；详细的阐述了数字水印的原理、特征、分类等；分析了具有代表性的图像水印算法存在的不足；并概述了Logistic映射、DWT以及SVD应用于数字水印技术存在的优势。2、针对目前水印容量与鲁棒性之间的矛盾问题，提出了一种基于多级DCT的DWT-SVD鲁棒水印算法。该算法结合DWT、SVD在数字水印方面的应用，并利用多级DCT的“能量集中”特性，获得了更多数值较大的数据用来嵌入水印，使得算法可以嵌入更大的水印容量，而且在增加水印嵌入容量时，依然保持了鲁棒性较好的特点。3、针对当前大多数水印方案对常规信号处理具有较强的抵抗能力，但抵抗几何攻击的能力相对薄弱的问题，提出了一种利用Zernike矩校正的水印算法。该算法选择载体图像的内切圆作为Zernike矩的计算域，选择内切圆的内接正方形作为水印的嵌入区域，通过量化图像小波域的分块奇异值矩阵进行水印嵌入，之后保留水印图像的Zernike矩作为密钥，在对水印进行提取时，该密钥用于对几何攻击参数进行校正。仿真实验表明，该算法利用Zernike矩的特性，获得了对旋转和缩放攻击的鲁棒性，而且该算法对常规信号处理也具有较强的抵抗力。4、几何攻击很大程度的破坏了水印图像，使得无法在水印图像中准确的提取水印，造成水印提取的失败。针对该问题，提出了一种基于SIFT几何校正水印算法。该算法结合SIFT特征点的旋转、缩放以及平移不变性，并选择载体图像内切圆的内接正方形作为水印的嵌入区域，之后通过一种最优的量化方法在图像小波域的分块最大奇异值中嵌入水印，保留水印图像的SIFT特征点作为密钥，在对水印进行提取时，该密钥可以用于判断几何攻击类型并校正。仿真实验结果表明，该算法可以很好地抵抗裁剪以及旋转、缩放和平移等几何攻击。
【作者】邓猛；
【导师】叶学义；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，信号与信息处理，2014，硕士
【关键词】多级DCT；DWT；SVD；大容量；Zernike矩；盲提取；几何攻击；SIFT；鲁棒性；

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