基于VLSI實現(xiàn)的數字圖像水印技術研究.pdf

1、數字圖像水印技術在圖像作品的版權保護和真實性認證中有著重要的作用。在過去的幾十年中，研究者提出了大量基于軟件實現(xiàn)的圖像水印算法?，F(xiàn)在，基于軟件實現(xiàn)的圖像水印算法已經趨于成熟，基于VLSI實現(xiàn)的圖像水印算法的研究處于起步階段。VLSI實現(xiàn)數字圖像水印技術具有功耗低、實時性好、可靠性高、成本低和更容易集成到現(xiàn)有的消費類電子產品中的優(yōu)點。因此研究基于VLSI實現(xiàn)的數字圖像水印技術具有重要的價值和意義。
　　在深入研究數字水印原理的基礎上

2、，本文分別研究了版權保護、多功能和版權標識數字圖像水印的算法理論、VLSI架構設計、電路實現(xiàn)和優(yōu)化。探討了人眼視覺特性在版權保護水印中的應用；詳細研究了JPEG壓縮對相鄰DCT系數大小關系和相鄰DWT系數大小關系的影響；探討了人眼灰度敏感特性在可見水印技術中的應用。通過攻擊實驗，驗證了三種數字圖像水印算法的魯棒性。實驗結果表明，版權保護和多功能數字圖像水印算法具有良好的不可見性和魯棒性，所得嵌水印圖像峰值信噪比均在41dB以上，提取的水

3、印圖像的歸一化相關系數均在0.95以上；可見水印算法具有良好的可見性和魯棒性。將本文所提的數字水印算法集成到圖像處理(ISP)系統(tǒng)中，采用Altera Cyclone開發(fā)板完成FPGA驗證。結果表明，三種數字圖像水印算法的VLSI實現(xiàn)均有較高的可集成性，并能滿足圖像處理的實時性要求，最大工作頻率均在120MHz之上。其中，版權保護盲水印算法采用Chartered0.18μm工藝完成了ASIC后端實現(xiàn)，已投片。
　　論文的主要創(chuàng)新工

4、作有：提出了一種基于HVS特性的自適應版權保護盲水印技術。該技術根據人眼視覺系統(tǒng)特性，通過分析圖像的紋理強度，自適應的選擇嵌入水印的強度，通過相鄰DCT域中頻系數求均值的方法實現(xiàn)水印的盲嵌入，降低了水印嵌入復雜度，與其它DCT域版權保護圖像水印算法相比，更利于VLSI實現(xiàn)；提出了一種抗JPEG壓縮的多功能盲水印技術。通過分析相鄰小波系數在JPEG壓縮前后大小關系的變換情況，在不同的小波子帶分別嵌入魯棒水印和半脆弱水印。該技術計算簡單，嵌