壓縮感知及其在數(shù)字水印中的應(yīng)用.pdf

1、壓縮感知(Compressive Sensing)是信號(hào)處理領(lǐng)域的新興理論。本文將壓縮感知這一新興的理論與數(shù)字水印技術(shù)相結(jié)合，對(duì)一種基于壓縮感知的彩色圖像數(shù)字水印算法進(jìn)行研究，分析利用壓縮感知的一些性質(zhì)提高數(shù)字水印算法性能的可行性和方法。
　　文章第一部分主要介紹壓縮感知這一新興理論。首先從其研究背景和研究現(xiàn)狀開始分析;然后對(duì)壓縮感知的基本原則和理論框架進(jìn)行簡(jiǎn)短的闡述，并對(duì)壓縮感知過程中稀疏表示、隨機(jī)測(cè)量與重構(gòu)算法三個(gè)關(guān)鍵流程進(jìn)行

2、了分析和概括。最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證壓縮感知這一理論能夠運(yùn)用于圖像的重構(gòu)，研究了基于正交小波變換下壓縮感知的圖像重構(gòu)的效果，并對(duì)最終所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較得出最后結(jié)論。實(shí)驗(yàn)表明，壓縮感知可以很好的運(yùn)用于圖像重構(gòu)，在具體的稀疏化表示下采用不同的采樣率重構(gòu)圖像具有不同效果。
　　第二部分對(duì)數(shù)字水印進(jìn)行了一個(gè)簡(jiǎn)短的概述。首先介紹了信息偽裝技術(shù)，從而引出數(shù)字水印技術(shù)，接著介紹了數(shù)字水印的概念及水印處理系統(tǒng)的基本模型、數(shù)字水印特性、數(shù)字水印的分類

3、、數(shù)字水印的幾個(gè)重要技術(shù)。數(shù)字水印的幾個(gè)重要技術(shù)包括水印信號(hào)的生成、典型數(shù)字水印嵌入方法、數(shù)字水印的攻擊、數(shù)字水印的檢測(cè)和提取這幾個(gè)方面。通過介紹使讀者對(duì)數(shù)字水印技術(shù)的一些相關(guān)概念有一定的了解。
　　最后一部分將壓縮感知理論與數(shù)字水印技術(shù)結(jié)合，對(duì)一種基于壓縮感知理論的RGB空間彩色圖像水印算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析和對(duì)比。為了對(duì)該算法有一個(gè)全面立體的了解，本部分介紹了相關(guān)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)的相關(guān)依據(jù)。這部分還介紹了實(shí)驗(yàn)所用到的一些理論（如Ha

4、ar小波函數(shù)、傳統(tǒng)Arnold置亂、水印系統(tǒng)評(píng)測(cè)方法）以及實(shí)驗(yàn)所采用的方法的依據(jù)（如水印嵌入過程，嵌入位置選取及水印預(yù)處理的過程）。
　　在對(duì)實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)有了一定了解的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)的方法步驟以及最后實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和結(jié)論進(jìn)行具體的闡述。實(shí)驗(yàn)中選取了一幅彩色圖像作為載體圖像，水印圖像是自制的二值圖像，根據(jù)人類視覺系統(tǒng)HVS模型人眼對(duì)圖像藍(lán)色層的變化不是很敏感這一特性，可以將水印嵌入到圖像的藍(lán)色層，保證載體圖像有較大的嵌入容量來提高

5、水印的魯棒性。水印的嵌入方法選擇離散小波變換的方法，小波函數(shù)選擇較常用的Haar小波。在將水印嵌入載體圖像之前，通常要對(duì)水印圖像進(jìn)行一個(gè)預(yù)處理，這里我們采用壓縮感知的方法對(duì)水印進(jìn)行預(yù)處理，壓縮感知各步驟的方法與前文的實(shí)驗(yàn)相一致，并根據(jù)前文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果選擇合適的采樣比率。最后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法充分利用壓縮感知的稀疏性及壓縮比的可調(diào)節(jié)性，控制水印信息的嵌入容量的同時(shí)很好的提高了水印嵌入的安全性。并與傳統(tǒng)的Arnold置亂預(yù)處理進(jìn)行比較分析