基于VLSI實(shí)現(xiàn)的數(shù)字圖像水印技術(shù)研究.pdf

1、數(shù)字圖像水印技術(shù)在圖像作品的版權(quán)保護(hù)和真實(shí)性認(rèn)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(shí)現(xiàn)的圖像水印算法?，F(xiàn)在，基于軟件實(shí)現(xiàn)的圖像水印算法已經(jīng)趨于成熟，基于VLSI實(shí)現(xiàn)的圖像水印算法的研究處于起步階段。VLSI實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖像水印技術(shù)具有功耗低、實(shí)時性好、可靠性高、成本低和更容易集成到現(xiàn)有的消費(fèi)類電子產(chǎn)品中的優(yōu)點(diǎn)。因此研究基于VLSI實(shí)現(xiàn)的數(shù)字圖像水印技術(shù)具有重要的價值和意義。
　　在深入研究數(shù)字水印原理的基礎(chǔ)上

2、，本文分別研究了版權(quán)保護(hù)、多功能和版權(quán)標(biāo)識數(shù)字圖像水印的算法理論、VLSI架構(gòu)設(shè)計(jì)、電路實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化。探討了人眼視覺特性在版權(quán)保護(hù)水印中的應(yīng)用；詳細(xì)研究了JPEG壓縮對相鄰DCT系數(shù)大小關(guān)系和相鄰DWT系數(shù)大小關(guān)系的影響；探討了人眼灰度敏感特性在可見水印技術(shù)中的應(yīng)用。通過攻擊實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了三種數(shù)字圖像水印算法的魯棒性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，版權(quán)保護(hù)和多功能數(shù)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(guān)系數(shù)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(shù)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(yàn)證。結(jié)果表明，三種數(shù)字圖像水印算法的VLSI實(shí)現(xiàn)均有較高的可集成性，并能滿足圖像處理的實(shí)時性要求，最大工作頻率均在120MHz之上。其中，版權(quán)保護(hù)盲水印算法采用Chartered0.18μm工藝完成了ASIC后端實(shí)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(yīng)版權(quán)保護(hù)盲水印技術(shù)。該技術(shù)根據(jù)人眼視覺系統(tǒng)特性，通過分析圖像的紋理強(qiáng)度，自適應(yīng)的選擇嵌入水印的強(qiáng)度，通過相鄰DCT域中頻系數(shù)求均值的方法實(shí)現(xiàn)水印的盲嵌入，降低了水印嵌入復(fù)雜度，與其它DCT域版權(quán)保護(hù)圖像水印算法相比，更利于VLSI實(shí)現(xiàn)；提出了一種抗JPEG壓縮的多功能盲水印技術(shù)。通過分析相鄰小波系數(shù)在JPEG壓縮前后大小關(guān)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(shù)計(jì)算簡單，嵌