低密度校驗(yàn)碼理論及其在數(shù)字水印中的應(yīng)用研究.pdf

1、　　低密度校驗(yàn)碼(Low-density parity-check codes,LDPC碼)是一種性能逼近香農(nóng)限的好碼,是當(dāng)前信道編碼領(lǐng)域最受矚目的熱點(diǎn)之一。其譯碼采用具有線性復(fù)雜度的和積算法,幾乎所有錯(cuò)誤可檢,在信息可靠傳輸中具有良好的應(yīng)用前景。由于性能卓越,LDPC碼已被列為第四代移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù),并在無線通信、深空通信、有線通信以及存儲(chǔ)工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域展開了應(yīng)用。
　　本文采用理論分析和計(jì)算機(jī)仿真相結(jié)合的方法,對(duì)LDPC碼的

2、基本理論和在數(shù)字水印系統(tǒng)中的應(yīng)用展開研究。論文完成的主要工作包括：
　　1.對(duì)LDPC碼基本編譯碼算法的研究。在概述了信道編碼理論及其發(fā)展歷程之后,系統(tǒng)論述了LDPC碼的基本原理,闡述了規(guī)則LDPC碼、非規(guī)則LDPC碼、多進(jìn)制LDPC碼的構(gòu)造原理和方法,詳細(xì)分析了LDPC碼的譯碼原理,給出了和積譯碼算法與最小和譯碼算法的步驟和特點(diǎn),介紹了影響LDPC碼的性能的幾個(gè)因素。
　　2.對(duì)規(guī)則LDPC碼和非規(guī)則LDPC碼的性能的研究

3、。對(duì)規(guī)則、非規(guī)則LDPC碼在AWGN、Rayleigh衰落信道下,包括已知信道狀態(tài)信息和無信道狀態(tài)信息時(shí)的特性,進(jìn)行了全面的性能仿真。實(shí)驗(yàn)表明,LDPC碼在AWGN信道和Rayleigh信道環(huán)境下都可以取得很好的誤比特性能。
　　3.提出了基于LDPC碼的魯棒性圖像數(shù)字水印方案。在系統(tǒng)地介紹了數(shù)字水印的概念、分類、基本要求和應(yīng)用領(lǐng)域后,建立了圖像數(shù)字水印系統(tǒng)的基本模型。針對(duì)水印魯棒性和不可見性之間的矛盾,提出了基于LDPC碼的魯棒

4、性數(shù)字水印方案。該方案先對(duì)水印進(jìn)行LDPC糾錯(cuò)編碼和擴(kuò)展編碼,然后根據(jù)人眼的視覺掩蔽特性將水印嵌入到圖像的離散余弦變換(DCT)域中,最后利用迭代譯碼算法提取水印,進(jìn)一步增強(qiáng)水印的抗攻擊能力。本文創(chuàng)新之處在于采用糾錯(cuò)性能優(yōu)越的LDPC碼對(duì)水印進(jìn)行編碼,提高水印傳輸?shù)目煽啃?。抗攻擊能力?shí)驗(yàn)表明,基于LDPC碼的水印方案降低了水印在傳輸過程中的誤碼率,具有很好的魯棒性和視覺不可見性,抗攻擊能力增強(qiáng),對(duì)JPEG壓縮、加高斯白噪聲等攻擊具有較強(qiáng)