魯棒性數(shù)字水印算法和理論研究.pdf

1、信息媒體的數(shù)字化為信息存取提供了極大的便利，同時也顯著地提高了信息的表達效率，但隨之而來的副作用是通過網(wǎng)絡(luò)，人們可以輕易地復(fù)制和傳播沒有得到作品所有者許可的信息內(nèi)容，這給數(shù)字產(chǎn)品的作者和生產(chǎn)者都帶來了巨大的經(jīng)濟損失。數(shù)字水印技術(shù)作為一項很有潛力的解決手段，最近成了商業(yè)界和學(xué)術(shù)界共同關(guān)注的熱點。在數(shù)字媒體的傳輸、處理過程中，通常的壓縮、濾波、銳化等都對數(shù)字水印構(gòu)成了一定的威脅，為了能有效地保護數(shù)字媒體，對各種攻擊具有較好魯棒性的數(shù)字水印技

2、術(shù)研究具有重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟價值。 雖然經(jīng)過近十年的發(fā)展，數(shù)字水印還是一門嶄新的技術(shù)，無論從理論上和實際應(yīng)用中，都有很多問題亟待解決，如魯棒性、安全性等等。 本文主要針對魯棒性數(shù)字水印的算法和理論進行了研究。首先，我們對數(shù)字水印技術(shù)的基本概念和研究發(fā)展現(xiàn)狀作了系統(tǒng)的綜述，提出了基于七元組的魯棒性數(shù)字水印模型系統(tǒng)框架。提出了應(yīng)用支持向量機的魯棒性水印檢測，利用靜態(tài)圖像的內(nèi)在特性和支持向量機強的學(xué)習(xí)能力，實現(xiàn)對嵌入水印信號

3、的魯棒性檢測；進一步考慮在基于支持向量機的水印檢測中引入糾錯碼，并研究了在變換域中應(yīng)用支持向量機進行魯棒性檢測。利用支持向量機的良好預(yù)測能力，提出了一種新的基于支持向量機回歸的盲數(shù)字水印算法。為了提高擴頻水印算法的魯棒性，我們提出應(yīng)用子采樣的特性來提高水印檢測性能。最后我們提出了一種新的反對稱水印格式，通過公鑰和私鑰之間的互補，實現(xiàn)對水印的公鑰檢測。本文通過合理地分析數(shù)字圖像的內(nèi)在特性，充分利用已有的研究成果，提出了對多種攻擊具有很好魯

4、棒性的數(shù)字水印算法，為數(shù)字水印技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供了一些有效解決方案。 本文的創(chuàng)新工作主要體現(xiàn)在如下幾個方面：1.首次提出將支持向量機用于魯棒性水印檢測。在自然圖像中相鄰像素之間具有強的相關(guān)性，利用支持向量機強的學(xué)習(xí)泛化能力，可以實現(xiàn)對水印信號的魯棒性檢測，隨著支持向量機的引入，數(shù)字水印算法的魯棒性得到了很大的提高； 2.提出了一種應(yīng)用支持向量機回歸的盲水印嵌入和檢測算法。目前的大多數(shù)數(shù)字水印算法都是非盲水印算法，這從一

5、定程度上制約了數(shù)字水印技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字水印的盲檢測是數(shù)字水印中的一個重要研究課題。支持向量機回歸很好地繼承了支持向量機強的泛化能力，可以用來預(yù)測自然圖像中相鄰像素之間的內(nèi)在相關(guān)關(guān)系，通過支持向量機回歸的引入，可以有效地實現(xiàn)對水印信號的魯棒性盲檢測； 3.提出了基于子采樣的魯棒性水印算法。擴頻水印因為其簡單和實用性，受到了前所未有的關(guān)注，為了提高擴頻水印算法的魯棒性，本文提出，充分利用各子采樣圖像之間的相似性，將水印信號以同樣的強

6、度嵌入到各子圖像中，能夠在很大程度上提高擴頻水印算法的魯棒性； 4.提出了一種基于局部線性嵌入的魯棒性數(shù)字水印算法。對幾何攻擊具有一定魯棒性的數(shù)字水印算法一直是數(shù)字水印研究者不懈研究的目標(biāo)。本文中提出，利用圖像的內(nèi)在性質(zhì)，將數(shù)字水印信號嵌入到局部線性嵌入得到的重構(gòu)權(quán)值矩陣中，利用局部線性嵌入本身具有的良好不變性，可以實現(xiàn)對幾何攻擊具有較好魯棒性的數(shù)字水印算法； 5.提出一種新的反對稱水印格式。魯棒性數(shù)字水印技術(shù)研究的另外