基于塊截斷編碼的數字水印技術.pdf

1、隨著現代通信技術的發(fā)展，人們對圖像、音頻、視頻和其他媒體內容的傳送與存儲需求正日益增加。保護數字作品產權，確保數字產品安全傳輸已成為數字媒體領域熱點問題與重要問題。自數字水印技術產生以來，其作為一種保護數字媒體版權的有效手段得到了廣泛關注與長足發(fā)展。研究人員提出了眾多面向各種不同領域的應用于版權保護的數字水印方案。但由于實際通信應用中傳輸的主要是壓縮的媒體信息，而現有的壓縮域或變換域數字水印算法計算開銷都偏高，不能較好地應用于互聯網實時

2、環(huán)境數字媒體通信應用。BTC(Block Truncation Coding)編碼作為一種簡單、有效的圖像編碼方案到人們青睞，近年來研究人員開始將BTC編碼（塊截斷編碼）與信息隱藏相結合，開發(fā)面向實時環(huán)境的快速水印方案。相較于變換域水印算法和其他數據隱藏技術，基于塊塊截斷編碼的水印算法不失為一種有效的應用于實時環(huán)境的數字媒體版權保護方案。該方案在編碼階段，用兩個量化電平與一個比特位平面表示一幅圖像以需要更少的存儲和更小的計算開銷。數字水

3、印或隱秘信息通常嵌入在兩個量化電平或比特位平面中。
　　然而現有基于塊截斷編碼的數字水印算法或沒能考慮BTC壓縮域視覺特性或沒有充分利用其視覺感知特性，不能獲得較高的隱藏容量，較好的隱秘圖像質量以及較高的水印清晰度。為獲得隱藏容量、隱秘圖像質量和水印清晰度之間的有效平衡，本文在在充分利用BTC壓縮域視覺特性的基礎上，著重研究結合塊截斷編碼的數字水印方案，主要研究內容與成果如下。
　　1.提出一種結合塊截斷編碼的高容量數據隱藏

4、算法。算法直接在BTC編碼碼元中進行數據隱藏與秘密信息提取。算法首先根據塊截斷編碼兩量化電平的差值與平均值估算圖像分塊紋理特性與亮度特性，然后給出圖像子塊秘密信息嵌入比特數，從而得以實現秘密信息的自適應嵌入。該算法生成的隱秘BTC圖像（塊截斷編碼壓縮圖像）可獲得平均31.60dB的PSNR值，而平均隱藏容量可高達0.2bpp，比同類算法要高。該算法較好地實現了隱藏容量與視覺效果之間的矛盾，可應用于互聯網實時環(huán)境圖像隱秘通信。
　　

5、2.提出一種面向BTC圖像的自適應可見水印方案?，F有基于BTC的數字水印算法大多為不可見水印算法，本文在充分挖掘BTC圖像視覺屏蔽特性的基礎上，設計一種新的可見水印方案。該方案直接在BTC壓縮域計算圖像視覺特性，并據此確定可見水印自適應嵌入因子與尺度因子，最后將可見水印比特嵌入在兩量化電平中。實驗結果表明了提出方案良好的隱秘圖像視覺質量和水印可見性，同時對通常的信號去除攻擊具有較好的魯棒性。
　　3.設計一種基于BTC的可逆可見水

6、印算法。算法根據BTC編碼碼元中二元位平面直接計算出圖像分塊視覺因子，進而確定比特循環(huán)位數，再利用比特循環(huán)移位實現可見水印自適應嵌入?？梢娝〉那度氩粫鸲黄矫娴钠媾夹宰兓?，因而水印去除時可完全去除可見水印，以無損恢復原BTC圖像。仿真實驗表明提出算法的有效性，具較好的隱秘圖像視覺質量的同時示授權用戶難以非法去除水印。
　　本文研究將為基于塊截斷編碼的數字圖像水印方案提供新方法與關鍵技術，研究成果將為實時環(huán)境圖像版權保護與內