基于混沌理論的多功能圖像數(shù)字水印算法研究.pdf

1、在信息社會(huì)中，信息已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展的重要資源，信息安全也成為21世紀(jì)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的重要戰(zhàn)場(chǎng)。為了保護(hù)一個(gè)國(guó)家的政治利益和經(jīng)濟(jì)利益，各國(guó)政府都非常重視信息和網(wǎng)絡(luò)安全，信息安全已經(jīng)成為一個(gè)全球性的研究課題。在當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)社會(huì)中，多媒體信息安全尤其顯得重要。 數(shù)字圖像作為多媒體信息的主要代表，由于它具有容易復(fù)制、容易篡改的特性，保護(hù)數(shù)字圖像的版權(quán)和對(duì)數(shù)字圖像真實(shí)性的認(rèn)證已經(jīng)成為迫切需要解決的兩大問題。魯棒數(shù)字圖像水印技術(shù)和脆弱數(shù)字圖像水印技術(shù)

2、分別為解決上述問題提供了有效途徑。而混沌與信息加密和數(shù)字水印技術(shù)之間有著天然的聯(lián)系。鑒于以上各種原因，本文研究了數(shù)字圖像的多功能水印技術(shù)，主要工作如下： 第一，探討了數(shù)字水印技術(shù)基本原理，從水印的分類、圖像水印原理、水印的算法設(shè)計(jì)、水印的攻擊與評(píng)價(jià)和水印的應(yīng)用領(lǐng)域等方面，進(jìn)行了全面探討。探討了混沌理論及其在數(shù)字水印技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，包括混沌的概念，混沌序列的產(chǎn)生方法和性質(zhì)；混沌序列用于生成{0，1}二值水印序列的方法，混沌系統(tǒng)用于

3、水印置亂、加密預(yù)處理的方法。并提供了一個(gè)應(yīng)用混沌序列調(diào)制水印的實(shí)例。 第二，提出了一種基于混沌的圖像版權(quán)保護(hù)兼內(nèi)容認(rèn)證水印算法。將經(jīng)過(guò)混沌置亂的二值圖像水印嵌入宿主圖像塊的DCT最低頻交流系數(shù)中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像進(jìn)行版權(quán)保護(hù)的目的；由混沌系統(tǒng)生成的半脆弱水印被嵌入圖像塊的DCT次低頻交流系數(shù)中，以達(dá)到對(duì)圖像進(jìn)行內(nèi)容認(rèn)證的目的。兩種水印的提取都不需要原始圖像，按照水印的魯棒性和脆弱性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M，結(jié)果表明了本方案良好的有效性。魯棒水印

4、對(duì)許多善意和惡意的攻擊都具有良好的魯棒性；而脆弱水印對(duì)常規(guī)善意處理攻擊具有一定程度的魯棒性，而對(duì)內(nèi)容篡改的惡意攻擊具有脆弱性，具有篡改定位檢測(cè)能力。 第三，提出了一種基于混沌的圖像版權(quán)通知兼版權(quán)保護(hù)水印算法，并著重考慮了水印的安全性。探討了可見水印嵌入方法和安全性，提出了用三維復(fù)雜Liu混沌系統(tǒng)產(chǎn)生可見水印嵌入系數(shù)的方法，實(shí)現(xiàn)可見水印空域嵌入。探討了離散小波變換(DWT)的特性，提出將版權(quán)保護(hù)水印嵌入圖像分塊小波變換中頻系數(shù)的一

5、種方法，并利用二維廣義Arnold混沌映射進(jìn)行水印置亂變換。對(duì)提出的算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真，驗(yàn)證了算法的有效性。算法能同時(shí)實(shí)現(xiàn)版權(quán)通知和版權(quán)保護(hù)功能。大大增加了可見水印的安全性和非法消除難度；使非法用戶很難消除可見水印，也不能提取不可見水?。坏戏ㄓ脩裟芡耆梢娝?。不可見水印具有抗非法提取的安全性。消除可見水印后的恢復(fù)圖像質(zhì)量較高，即不可見水印對(duì)載體圖像影響小。不可見水印具有較強(qiáng)的抵抗常規(guī)圖像處理的魯棒性。最后，分析了當(dāng)前數(shù)字水印研究中