基于圖像特征和壓縮的數(shù)字水印技術(shù)研究.pdf

1、進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)的普及和互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，使得數(shù)字圖像產(chǎn)品常常被非法復(fù)制和傳播，版權(quán)保護(hù)成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。為打擊盜版，一方面要通過(guò)立法來(lái)加強(qiáng)對(duì)違法犯罪行為的懲處力度，另一方面要運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)手段來(lái)對(duì)數(shù)字產(chǎn)品進(jìn)行保護(hù)。信息隱藏技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。它的優(yōu)點(diǎn)包括信息不可見(jiàn)；信息的存在性隱蔽；信息的發(fā)送方和接收方隱蔽；信道隱蔽等。常見(jiàn)的是將信息的存在性隱蔽應(yīng)用到圖像、視頻、音頻等數(shù)字媒體中，即將版權(quán)信息隱藏到另一非保密載體中，以不

2、影響其正常使用。
　　數(shù)字水印技術(shù)對(duì)圖像版權(quán)保護(hù)主要有兩種方案：第一代數(shù)字水印技術(shù)和基于圖像特征的第二代數(shù)字水印技術(shù)。兩種數(shù)字水印技術(shù)都將標(biāo)識(shí)版權(quán)信息的水印嵌入到需要保護(hù)的圖像中，在需要時(shí)再提取水印驗(yàn)證圖像版權(quán)。不同之處在于，第一代數(shù)字水印技術(shù)將水印信息嵌入到整個(gè)圖像中，第二代數(shù)字水印技術(shù)在第一代基礎(chǔ)上，與圖像特征相結(jié)合，將水印信息嵌入到具有某種圖像特征的區(qū)域，用以抵抗常見(jiàn)的幾何攻擊。第二代數(shù)字水印技術(shù)具有更好的魯棒性，逐漸成為研

3、究的熱點(diǎn)，本文主要對(duì)第二代數(shù)字水印技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　本文首先介紹了一些經(jīng)典的數(shù)字圖像水印算法，對(duì)其進(jìn)行分析并得出相關(guān)結(jié)論；然后針對(duì)圖像特征和數(shù)字圖像水印技術(shù)相結(jié)合的一些問(wèn)題，進(jìn)行探索和深入研究，主要取得了以下三個(gè)方面的成果：
　　提出一種基于角點(diǎn)特征值權(quán)重的數(shù)字水印算法。首先，通過(guò)模擬一系列攻擊，以找到穩(wěn)定性較好的角點(diǎn)作為嵌入水印的位置。對(duì)灰度圖像進(jìn)行歸一化處理，對(duì)圖像加入不同強(qiáng)度高斯噪聲以模擬噪聲攻擊，用Harris算

4、法提取角點(diǎn)。其次，按特征值的權(quán)重進(jìn)行篩選，把每一次提取的角點(diǎn)進(jìn)行聚類，找出穩(wěn)定性好的角點(diǎn)作為水印嵌入的位置。實(shí)驗(yàn)證明該算法減少了漏檢和偽角點(diǎn)的數(shù)目，與傳統(tǒng)方法相比，能更有效地抵抗一定的噪聲等攻擊。
　　提出一種基于圖像特征的半脆弱水印算法。首先，分析了脆弱水印的基本原理，將圖像轉(zhuǎn)換到小波域進(jìn)行邊緣檢測(cè)，并以此作為圖像特征水印，然后對(duì)其進(jìn)行Hilbert重排置亂加密。其次，依據(jù)圖像特征計(jì)算自適應(yīng)嵌入強(qiáng)度，將水印嵌入到小波低頻系數(shù)中。

5、大量實(shí)驗(yàn)證明算法對(duì)惡意篡改能夠有效識(shí)別，并能準(zhǔn)確定位，同時(shí)對(duì)壓縮等常規(guī)操作具有一定魯棒性。
　　提出一種抵抗JPEG壓縮攻擊的水印算法。首先，通過(guò)分析JPEG格式壓縮過(guò)程，對(duì)載體圖像進(jìn)行部分解碼，找到在JPEG壓縮后不易改變的量。其次，嵌入水印時(shí)將水印以奇偶原則嵌入到量化后的直流分量系數(shù)中，再編碼成圖像。該算法簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，對(duì)原圖修改較少，有良好的透明性。與傳統(tǒng)方法相比，能更有效地抵抗JPEG壓縮攻擊的魯棒性，對(duì)常見(jiàn)的裁剪、濾波等攻