基于纠错编码技术的多功能水印算法研究

作     者：林军海 

作者单位：杭州电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：唐向宏

授予年度：2013年

学科分类：08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：数字图像水印 多功能水印 纠错编码 Aronld置乱 自恢复修复 篡改定位 

摘      要：数字水印技术是通过一定的策略手段将特定信息嵌入到数字产品中，从而实现产品的版权保护或内容的真实性和完整性认证等目的。因此，在互联网迅猛发展的现代，数字图像水印技术已经成为当今的一个研究热点。本文针对数字图像在各个场合的不同需求，利用纠错编码方法，分别研究了能够实现篡改恢复及篡改定位的完全脆弱水印算法以及同时具有版权保护和内容的真实性完整性认证的多功能水印算法。论文的主要研究工作与创新点如下： 1.系统地介绍了图像数字水印产生的背景、应用及研究现状等，重点介绍了数字水印的基本原理、特征和分类，并分析比较了用于版权保护的鲁棒水印与用于内容认证的脆弱水印之间的差别，分别介绍了基于空间域和变换域的几种典型的水印算法。 2.利用纠错编码技术的纠错特性，提出一种基于（9,5）汉明码与最低有效位（LSB）结合的图像内容篡改恢复算法。通过提取图像的像素特征作为信息源码生成校验码，将生成的校验码经Arnold置乱后嵌入原始图像的LSB。实验仿真结果表明，该算法对图像局部发生的篡改可以有效地检测并定位，并且具有较好的自恢复功能。 3.将空域和离散小波变换（DWT）域结合，提出通过一种汉明码将鲁棒水印和脆弱水印有机结合起来的多功能水印。算法首先对图像进行DWT变换，将鲁棒水印嵌入图像的DWT域，然后利用图像的位平面与鲁棒水印进行汉明码编码，将生成的校验码嵌入图像的最低有效位。仿真结果表明，算法中的鲁棒水印对一些常见攻击具有较好的抗攻击性，脆弱水印具有较好的敏感性，能较好地实现图像的篡改定位和修复。既能实现版权保护，又能鉴别图像的真伪。