基于人類視覺系統(tǒng)的小波域自適應圖像水印算法研究.pdf

1、安全問題是當前網絡多媒體應用中比較突出的問題，目前用于解決該問題的技術很多，其中的數字水印技術，尤其圖像數字水印技術，以在版權保護方面的獨特優(yōu)勢而引起人們的普遍重視，成為當前研究的熱點。它將數字、序列號、文字、圖像標志等版權信息嵌入到多媒體數據中，用來跟蹤多媒體數據的發(fā)布和使用。數字水印的特殊應用要求嵌入的水印信息不僅具有不可見性，并且針對不同的應用要求水印應該具有抵抗諸如JPEG壓縮、圖像增強處理、幾何變形等各種攻擊的魯棒性。

2、 人是評價圖像的主體，因此人類視覺系統(tǒng)(Human Visual System，HVS)理論對圖像數字水印技術顯得非常重要。充分利用HVS的視覺掩蔽特性，有助于設計出感知性能良好的數字水印算法。小波分析是目前國際上廣泛應用的分析工具，具有良好的時頻分析特性，并且已經被廣泛地應用于圖像處理的各個領域。小波變換的低復雜度、空間-頻率局部化等特性，為提高水印算法的性能提供了條件。此外，由于小波變換的多分辨率分析特性與HVS特性的一致性，這對于

3、根據HVS選擇適當的水印嵌入位置和嵌入強度提供了很大的幫助。 首先，本文分析了數字水印的研究意義、國內外研究現(xiàn)狀、主要應用領域和發(fā)展趨勢。并從起源、基本原理、基本特征、分類、通用模型、性能評估指標和經典算法等幾方面對數字水印進行了概述。 其次，簡要介紹了小波變換的定義、小波變換的性質、二維圖像小波分解、及小波理論在數字水印中的應用。 再次，介紹了HVS的基本結構和特征，概述了現(xiàn)有的恰可察覺差異(Just Noti

4、ceable Difference，JND)模型，并根據水印嵌入對象不同對其進行了分類；隨后，分析了現(xiàn)有JND模型的特點和存在的問題，定義了新的基于小波域的亮度掩蔽函數和紋理特征函數，確定了它們各自的權重，提出了新的JND模型。 最后，根據新的JND模型，本文提出了兩種基于小波變換的自適應數字圖像水印算法。第一種算法是基于小波系數的自適應數字水印算法。該算法用有意義的二值圖像水印來替代隨機序列，先將水印通過Amold置亂加密后再

5、全部嵌入到垂直子帶系數中。該算法利用了本文提出的新JND模型對水印嵌入強度做自適應調節(jié)以增強水印的魯棒性和保證水印的不可見性。第二種算法是基于小波系數塊的自適應雙重水印算法。該算法在利用小波變換將原始載體圖像分解成四個小波頻帶后，將一個有意義圖像水印和一個偽隨機序列(本文分別稱為識別水印和確認水印)通過不同的方式嵌入到不同的頻帶中。為增強算法的安全性和不可見性，先對識別水印進行Amold置亂，再利用本文提出的新JND模型計算每一個小波系