鲁棒性水印算法研究与实现

作     者：张培君 

作者单位：上海师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张功镀;黄继风

授予年度：2004年

学科分类：0839[工学-网络空间安全] 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：鲁棒性水印 边信息 拷贝攻击 几何失真 矩函数规范化 打印/扫描 傅立叶-梅林变换 

摘      要：随着网络通信和多媒体技术的飞速发展，数字媒体的安全性问题日益成为制约信息技术进一步发展的瓶颈。为了解决这一问题，数字水印技术应运而生。鲁棒性水印作为数字水印的一个重要分支，一直以来都是研究的热点。鲁棒性水印的特点是要求水印系统对常规的图像处理操作具有鲁棒性。根据不同的应用需求设计相应的水印算法是鲁棒性水印的研究方向，根据这些特点，本文在前人研究的基础上，完成了以下工作： (1)本文就抗JPEG压缩的水印设计进行了研究，通过分析前人提出的JPEG压缩不变性原理，发现了其在实际应用中会出现的问题，并对之提出了改进的方案，在此基础上，设计了一种水印算法，可以对所有常用质量因子的JPEG压缩都免疫。而且能保证在图像视觉质量不受损伤的情况下，几乎100％地正确检测水印。 (2)通过参考Cox的边信息水印思想，实现了一种水印算法，在水印嵌入器设计中充分利用载体图像的固有信息，使水印系统对常见的图像处理和部分几何攻击具有鲁棒性。在水印编码的设计上，通过将载体的个性信息与水印融合，使整个系统对拷贝攻击也具有鲁棒性。 (3)对抗打印／扫描的水印算法做了一些研究和实验，对于打印／扫描过程中出现的几何失真，本文提出了两种解决方案，一种是利用矩函数提取图像的特征信息，并将图像变换到规范化的空间，在此空间进行水印的嵌入和检测工作，从而避免了几何失真的影响。另一种思路是根据图像经过旋转、缩放、平移后，其傅立叶—梅林变换域只有相位受到影响的特点，从其相位中提取几何失真信息，然后再进行相应的失真补偿，从而消除几何失真的影响;对于打印／扫描过程产生的像素值失真，本文也提出了一种基于DFT的鲁棒性算法，能在较严重的图像失真情况下，成功检测水印。