數(shù)字圖像水印與量化音頻水印的若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，多媒體數(shù)據(jù)的處理、存儲(chǔ)、傳輸?shù)茸兊孟喈?dāng)?shù)姆奖?、快捷，這極大地豐富和便捷了人們的生活。與此同時(shí)，各種非法的復(fù)制、分發(fā)、篡改等，也嚴(yán)重侵害了多媒體數(shù)據(jù)版權(quán)所有者的利益。有證據(jù)表明：各種各樣的盜版行為業(yè)已成為數(shù)字產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重大障礙。在這樣的時(shí)代背景下，數(shù)字水印技術(shù)作為多媒體數(shù)據(jù)版權(quán)保護(hù)和內(nèi)容認(rèn)證等的有效手段，逐漸成為國(guó)內(nèi)外信息安全領(lǐng)域的一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。
　　 本論文圍繞魯棒性水印和脆弱

2、性水印兩種數(shù)字水印技術(shù)，以圖像和音頻數(shù)據(jù)為載體，設(shè)計(jì)了多種水印算法。具體工作如下：
　　 1.分析了現(xiàn)有能區(qū)分圖像內(nèi)容和水印篡改的脆弱水印算法存在對(duì)某些篡改失效的問(wèn)題。利用混沌映射良好的隨機(jī)性和對(duì)初值的極端敏感性，設(shè)計(jì)了一種能有效區(qū)分圖像內(nèi)容和水印篡改的脆弱水印算法。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該算法不可見(jiàn)性好，而且具有篡改檢測(cè)、篡改定位、篡改區(qū)分和篡改恢復(fù)的功能。
　　 2.提出了增強(qiáng)基于奇異值分解圖像水印算法的不可見(jiàn)性和

3、魯棒性的兩條規(guī)則，以指導(dǎo)水印的嵌入。規(guī)則1指出U分量和V分量中只有第一列元素最穩(wěn)定，適合于嵌入水印信息；規(guī)則2指出可以采用補(bǔ)償操作來(lái)提高水印的不可見(jiàn)性。理論分析和實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果表明：利用提出的兩條規(guī)則，設(shè)計(jì)基于奇異值分解的水印算法，能有效改善水印信息的不可見(jiàn)性和魯棒性。
　　 3.針對(duì)使用二值圖像作為脆弱水印存在的安全隱患，利用奇異值分解變換，基于音頻內(nèi)容生成了待嵌入的水印信息，設(shè)計(jì)了一種變換域脆弱音頻水印算法。研究結(jié)果表明該算法

4、不可聽(tīng)性好，并且對(duì)有損壓縮、添加噪聲、低通濾波等常規(guī)音頻信號(hào)處理攻擊具有較強(qiáng)的敏感性，此外，對(duì)替換等惡意篡改能夠作出報(bào)警并確定篡改位置。
　　 4.現(xiàn)有的公開(kāi)變換域魯棒音頻水印算法存在著易遭受攻擊者惡意攻擊的安全隱患，為此，利用離散分?jǐn)?shù)變換角度不定的性質(zhì)，提出了一類(lèi)基于離散分?jǐn)?shù)變換的魯棒音頻水印算法。通過(guò)基于密鑰生成的混沌序列選擇不同的離散分?jǐn)?shù)變換角度的方法有效地提高了水印系統(tǒng)的安全性。此外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法對(duì)MP3壓縮、重采

5、樣之類(lèi)的常規(guī)音頻信號(hào)處理攻擊具有較強(qiáng)的魯棒性，且水印系統(tǒng)的虛警概率和漏警概率較低。
　　 5.通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了音頻信號(hào)傅立葉變換系數(shù)絕對(duì)值的均值對(duì)回放速度修改這種去同步攻擊的穩(wěn)定性。利用三個(gè)相鄰音頻段均值的比例關(guān)系，提出了一種基于音頻頻域統(tǒng)計(jì)特征的魯棒音頻水印算法。該算法在保證對(duì)常規(guī)音頻信號(hào)處理攻擊魯棒性的同時(shí)，可以抵抗相當(dāng)程度的回放速度修改攻擊和音頻信號(hào)幅度伸縮攻擊。
　　 6.分析并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了音頻信號(hào)的過(guò)