基于Contourlet變換的圖像數(shù)字水印算法研究.pdf

1、數(shù)字水印技術(shù)作為信息安全領域的一個新的研究熱點,已成為多媒體數(shù)據(jù)版權(quán)保護和內(nèi)容認證的重要手段之一。近年來由于研究人員的關(guān)注和重視,產(chǎn)生了很多優(yōu)秀的、成熟的水印算法,尤其是在圖像版權(quán)保護領域。
　　在研究圖像數(shù)字水印算法的過程中,離散小波變換是使用頗多的算法,其原因主要在于它與 JPEG圖像壓縮編碼標準相互兼容,因而在抗壓縮方面具有較強的魯棒性。但是由于小波理論本身無法實現(xiàn)圖像的精細分解,因而水印嵌入的區(qū)域選擇比較有限,導致基于小波

2、的水印算法的魯棒性不強。
　　針對基于小波變換的水印算法魯棒性不強的問題,提出了一種基于Contourlet變換的圖像數(shù)字水印算法。該算法中的Contourlet變換是一個由 Laplacian金字塔分解變換和方向濾波器組共同構(gòu)造出的雙濾波器組結(jié)構(gòu),該濾波器組能夠?qū)D像分解成多個尺度上的低通子帶圖像和多個方向上的高頻子帶圖像。將這一變換理論運用到數(shù)字水印的載體圖像上,就可以分解出多處區(qū)域可供水印嵌入,從而能夠很好的彌補小波變換存在

3、的不足,使得水印算法具有較強的魯棒性。本文的主要工作:
　　(1)在水印嵌入之前對其進行了多種圖像處理操作,主要包括灰度化處理、中值濾波處理、直方圖均衡化、二值化、灰度加密、像素位置置亂加密等,從最大程度上保證了水印圖像不被干擾并保證水印的安全。
　　(2)提出了基于混沌序列的雙因子加密算法,該算法是本文的重點研究內(nèi)容之一。算法利用現(xiàn)代密碼體制,使用兩個混沌序列作為數(shù)字水印的加密密鑰。將其中一個密鑰用于水印灰度值加密,擾亂直

4、方圖統(tǒng)計信息,降低攻擊者通過直方圖統(tǒng)計方式完成對水印攻擊的概率,從而為水印圖像提供了第一層安全防護;將另外一個混沌序列的排序位置作為水印位置加密的密鑰,進一步從視覺上以及位置上擾亂攻擊者的視線,從而為水印圖像提供了第二層破譯防護。
　　(3)原始載體圖像預處理。為確保水印嵌入位置的安全性及載密圖像的魯棒性,本文將圖像歸一化技術(shù)中的不變質(zhì)心理論運用到原始載體圖像中,從而獲取原始圖像的歸一化重要區(qū)域,也是水印信息將被嵌入的區(qū)域。

5、>　　(4)運用 Contourlet變換方法對原始載體圖像的歸一化重要區(qū)域?qū)嵤┳儞Q,以獲取該區(qū)域的高頻子帶圖像,并選取其中能量最大的子帶作為水印的嵌入?yún)^(qū)域,然后利用一定的嵌入規(guī)則完成水印嵌入,最后使用Contourlet逆變換得到加密后的載密圖像,從而完成了水印嵌入。
　　(5)結(jié)合本文算法,自主設計并實現(xiàn)了相應的數(shù)字水印系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括文件、圖像處理、水印嵌入、水印提取以及攻擊測試五大模塊,幾乎涵蓋了本文算法涉及的所有圖像