基于離散運算的自適應(yīng)魯棒數(shù)字圖像水印算法研究【開題報告】

1、畢業(yè)設(shè)計開題報告畢業(yè)設(shè)計開題報告通信工程通信工程基于離散運算的自適應(yīng)魯棒數(shù)字圖像水印算法研究基于離散運算的自適應(yīng)魯棒數(shù)字圖像水印算法研究一、選題的背景與意義當(dāng)今社會的發(fā)展有兩個明顯的特征：數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。數(shù)字化指的是信息的存儲形式，特點是信息存儲量大、便于編輯和復(fù)制；網(wǎng)絡(luò)化指的是信息的傳輸形式，具有速度快、分布廣的優(yōu)點。人們通過互聯(lián)網(wǎng)可以快捷方便地獲得數(shù)字信息和在線服務(wù)。與此同時，數(shù)字盜版和篡改也越來越嚴(yán)重。因此，數(shù)字作品的知識產(chǎn)權(quán)保護

2、也更加受到重視。作為解決這一問題的重要手段，數(shù)字水印技術(shù)受到了廣泛關(guān)注并日趨成熟。數(shù)字水印的基本思想是在原始媒體數(shù)據(jù)中，如音頻、視頻、圖像等，通過水印嵌入算法在其中隱藏具有一定意義的附加信息作為標(biāo)記，這些信息與原始數(shù)據(jù)緊密結(jié)合，并隨之一起被傳輸。在接收端，通過水印檢測算法來提取或檢測。數(shù)字水印技術(shù)可能的應(yīng)用包括數(shù)字簽名、數(shù)字指紋、廣播監(jiān)視、內(nèi)容認(rèn)證、拷貝控制和秘密通信等。數(shù)字水印被視做抵抗多媒體盜版的“最后一道防線”。因此從水印技術(shù)自身

3、來說，它具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大的經(jīng)濟價值。近幾年來水印的嵌入大多是基于Cox提出的加法或乘法兩種疊加算法。然而，基于Cox疊加算法建立起來的數(shù)字圖像水印方案其魯棒性并不理想，主要在于這種算法對于數(shù)字圖像特征值的改變屬于一種連續(xù)變化。因為當(dāng)數(shù)字圖像受到某種攻擊（即便是微弱影響）時，數(shù)字圖像的特征值將隨之發(fā)生變化，從而導(dǎo)致基于相關(guān)檢測原理的水印檢測能力發(fā)生相應(yīng)退化。數(shù)字通信具有較強的抗干擾能力，只要影響不超過某一閾值，可以采取“整形再生”

4、的辦法將受到噪聲等因素干擾的傳輸數(shù)據(jù)（電脈沖）重新恢復(fù)出01數(shù)碼。因此基于二值離散運算的自適應(yīng)數(shù)字圖像水印嵌入和檢測算法具有更好的魯棒性。目前的離散算法有以下幾種：1.離散傅里葉變換域(DFT)：此算法在圖像數(shù)據(jù)的數(shù)字處理中常用的是二維離散傅里葉變換它能把空間域的圖像轉(zhuǎn)變到空間頻域上進行研究從而能很容易地了解到圖像的各空間頻域成分并進行相應(yīng)的處理。這種算法雖然能較好地描述信號的頻率特性，但是不能較好地解決突變信號與非平穩(wěn)信號的問題且過程

5、復(fù)雜，計算量大。（a）低頻子圖表示由小波變換分解級數(shù)決定的最大尺度、最小分辨率下對原始圖像的最佳逼近，稱為小波逼近子圖。小波逼近子圖中包含了原始圖像的大部分能量，在此嵌入水印魯棒性好，但容易使原始圖像降質(zhì)。（b）高頻子圖表示了原始圖像的水平邊緣細節(jié)、垂直邊緣細節(jié)和斜邊緣細節(jié)信息，統(tǒng)稱為小波細節(jié)子圖，在此嵌入水印，不易被人所察覺，但容易被破壞，魯棒性較差。2）進行現(xiàn)有算法的研究，分析各算法的優(yōu)缺點除離散小波變換（DWT）外的水印算法有2種

6、：（a）傅里葉變換（DFT）是一種經(jīng)典而有效的數(shù)學(xué)工具，DFT域的算法有利于實現(xiàn)水印的仿射不變性，而且可以利用變換后的相位信息嵌入水印。但DFT域的方法計算比較復(fù)雜，效率較低，而且與國際壓縮標(biāo)準(zhǔn)不兼容，限制了它的應(yīng)用。（b）離散余弦變換（DCT）是目前研究最多的一種數(shù)字水印，它具有魯棒性強、隱蔽性好的特點。其主要思想是在圖像的DCT變換域上選擇中低頻系數(shù)疊加水印信息。但是它抵御幾何畸變的能力較弱，而且攻擊者在破壞水印的過程中，不可避免地

7、會引起圖像質(zhì)量的嚴(yán)重下降。3）對于現(xiàn)有離散算法的比較，DFT域復(fù)雜效率低，DCT域被攻擊時會導(dǎo)致圖像降質(zhì)，因此提出一種基于離散小波DWT域的算法小波變換域很好地提供了圖像邊緣和紋理等區(qū)域的空間一頻率位置信息這些信息對于保證所嵌入水印的魯棒性十分重要，對圖像的多分辨率在進行數(shù)字水印檢測時可以大量節(jié)省處理時間。而且小波的多分辨分析與人眼視覺特性是一致的。4）進行這種算法抵抗各種攻擊的魯棒性以及隱秘性的研究，并且想辦法對此算法改進。5）進行本