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1、一种基于离散小波变换的数字水印技术,作 者：戴 虎指导老师：罗三定时 间：2005年9月12日,主要内容,数字水印技术简介小波分析基本理论数字水印算法实现实验结果分析今后研究的重点,数字水印技术简介,定义：数字水印是利用数字作品中普遍存在的冗余数据与随机性把版权信息嵌入在数字作品本身中，从而起到保护数字产品版权或者完整性的一种技术。分类：1、可见水印与不可见水印 2、易损水印和鲁棒水印 3、空域水印和频域水印 4、非盲水印和盲水印 5、私有水印和公开水印 6、对称水印和非对称水印,一般数字水印特点：1）不可见性2）鲁棒性3）低复杂性4）秘密性,数字水印主要应用领域版权保护加指纹标题与注释篡改提
2、示使用控制,小波分析基本理论,对一幅图像来说，小波变换构成了对它的多尺度时频分解 LL最低频段滤波后的低尺度逼近HL水平方向高通、垂直方向低通滤波后细节信息 LH水平方向低通、垂直方向高通滤波后细节信息HH水平方向和垂直方向都经高通滤波后细节信息,左图为三层多分辨率分析树结构图可知下一层由上一层的低频部分分解得到A3可以继续分解下去,数字水印算法实现,嵌入频段的选择 考虑鲁棒性，应将水印信息嵌入低频子带，但容易引起图像视觉质量的下降，很难保证水印的不可见性。将水印嵌入高频部分则可很好的将水印信息隐藏，但却经受不住有损压缩、低通滤波等一些简单的图像处理，在量化、压缩等处理中被删除。将水印嵌入高、
3、低频带的特性充分结合，就可能得到效果较好的水印嵌入方法 实验将水印信息嵌入由低频分解的第三层中频和高频，既具有高频对视觉影响小的特点，又具有低频系数不易被修改、移除的特点，具有较好的鲁棒性。,提高水印的安全性措施,1、在水印嵌入前对使用Arnold变换对水印图像进行置乱。2、根据随机生成的0、1矩阵决定嵌入的水印信息位置。原始 置乱后 反置乱,水印嵌入与提取流程,水印添加的一般过程 水印提取与检测的一般过程,简要介绍嵌入步骤,将原始图像进行L层小波分解得到3L+1个子带 使用Arnold变换对对二值水印图像Im进行置乱 对二值水印图像Im进行K层小波分解得到3K+1个子带 生成随机的0、1矩阵
4、P 如果P(i,j)值为0，系数值不变如果P(i,j)值为1，根据公式嵌入。利用修改后的系数矩阵进行小波逆变换，重构带有水印信息的原始图像,实验结果分析,嵌入前 嵌入后 原始 提取,PSNR=54.6993dBPSNR超过30dB时，人的视觉很难分辨出原始图像和重构图像的差异完全满足水印信息的不可见性,各种攻击下的提取结果,(f)是高斯低通滤波处理提取的水印图像，(g)是33中值滤波处理后提取的水印图像，(h)是加入椒盐噪声后提取的水印图像，(i)是将图像缩小50%再放大200%后提取的水印图像，(j)是锐化攻击之后，提取的水印图像,剪切部分均为图像左上角,采用置乱算法前后的效果对比 由于对水
5、印进行置乱可以消除水印像素的空间相关性，因此能提高水印抗图象剪裁操作的鲁棒性。,各种压缩质量下，嵌入水印图像的PSNR及提取水印相似度,今后研究的重点,原始图像分块，水印图像按分块重复嵌入基于HVS公式计算嵌入信息水印的攻击方法研究可否采用腐蚀、膨胀等处理提取的水印，使其更直观。,水印图像按分块重复嵌入,基于HVS公式计算嵌入信息,原始嵌入公式为 Vi=Vi+Xi 或 Vi=Vi(1+Xi)加入人眼对噪声、亮度、纹理敏感性的度量W(i,j)=a(l,d)b(l,i,j)c(l,i,j)变为：Vi=Vi+a(l,d)b(l,i,j)c(l,i,j)Xi,水印的攻击方法研究,包括常见的各种信号处理操作，如图像压缩、线性或非线性滤波、噪声叠加、图像量化与增强、图像裁剪、几何失真、模拟数字转换以及图像的校正等。IBM攻击（针对可逆、非盲水印算法进行的攻击）StirMark攻击（英国剑桥大学开发的水印攻击软件马赛克攻击,谢谢！,
