小波分析在数字水印印刷防伪领域中的应用

电子科技大学硕士学位论文小波分析在数字水印印刷防伪领域中的应用姓名：杨陈申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：王建国20070301小波分析在数字水印印刷防伪领域中的应用作者：杨陈学位授予单位：电子科技大学相似文献(10条)1.学位论文温洁嫦基于小波分析的音频数字水印技术研究2005本文首先回顾了数字水印技术的发展历史，介绍了数字水印的一些基本问题，归纳了数字水印系统的基本框架。　　然后重点分析了音频数字水印技术，按照“经典的音频数字水印技术”、“变换域的音频数字水印技术”和“压缩域的音频数字水印技术”这三大类进行了分析、对比和总结。　　随后，介绍了小波变换思想，总结了小波变换域的音频数字水印方案，并提出了一种改进的基于小波变换的音频数字水印算法，该算法具有良好的鲁棒性，并且嵌入水印后的音频信号没有引起人耳所感知到的品质变化。算法能抵抗常见的信号处理和音频压缩编码。　　论文最后讨论了音频数字水印技术进一步的研究方向。2.学位论文袁源基于小波变换的数字水印和高动态范围图像压缩2008小波分析(WaveletAnalysis)是当前应用数学和工程学科中一个迅速发展的新领域，与傅立叶分析(FourierAnalysis)相比，小波分析是空间(时间)和频率的局部分析，因而能有效地从信号中提取信息。通过伸缩和平移等运算功能可对函数或信号进行多尺度的细化分析，解决了傅立叶分析不能解决的许多困难问题。小波分析在信号分析、语音合成、图像识别、计算机视觉、数据压缩、地震勘探、大气与海洋波分析等方面的研究都取得了有科学意义和应用价值的成果。本文主要研究了小波分析在数字图像处理中两方面的应用，第一方面是小波变换在数字图像水印中的应用，第二方面是小波变换在高动态范围图像压缩中的应用。随着Internet用户的急剧增多和多媒体技术的飞速发展，数字化产品越来越普及。由于数字化产品的传播、复制、篡改和窃取都比较容易，所以如何有效地保护数字产品的版权和防止数字产品的盗版就变得越来越紧迫。自从1993年，数字水印技术作为版权保护的技术推出以来，引起了人们极大的关注。当前的数字水印还很不成熟，主要面临的问题是抵抗各种攻击的鲁棒性不足，数字水印往往对某几种攻击具有较强的鲁棒性，而对另外几种攻击束手无策。针对这种情况，结合小波多尺度、多分辨率分析的特点，本文提出了双水印嵌入算法，将水印嵌入具有不同特征的小波系数，让嵌入不同小波系数的水印具有互补的特点，从而使得水印能够抵抗多种攻击。此外本算法是一种盲水印算法，也就意味着本文在提取水印的时候不需要使用未嵌入水印的原始宿主图像的信息，具有较广泛的应用范围及更高的安全性。实验结果验证了基于整数小波变换的双水印算法的有效性。高动态范围图像(HDR)是一组全新的数字图像技术，其最显著的特点在于高动态范围图像力求获取和存储原始场景的所有色彩和亮度信息。随着CMOS和CCD光学传感器生产技术的提升，显示器性能的提升，存储设备价格降低，高性能计算的普及，毫无疑问除了传统图像格式，人们需要高动态范围图像。但是由于高动态范围图像本身的信息量大，其占用的存储空间非常大，目前还不存在高效的高动态范围图像压缩算法，严重的阻碍了高动态范围图像的广泛应用。基于小波分析的JPEG2000图像压缩标准向人们展示了小波分析在图像压缩中的优势，本文设计了基于小波分析的高动态范围图像压缩算法，使得压缩后的图像在视觉差异很小的情况下体积大大减小(大约为原始图像十分之一)。3.学位论文张德臣基于小波分析的数字水印2007随着多媒体技术及网络技术的飞速发展，人们对数字产品的获取极为迅捷方便，但是这些数字产品的原创者的版权和经济利益如何得到保护?数字产品是否安全、可信?围绕这一问题，近几年国际上提出了一种新的有效的数字产品版权保护和安全性维护的新技术--数字水印技术。数字水印是一种全新的信息安全技术，它通过将不可见信息嵌入到数字化媒体中，然后通过对它的检测来对图像的使用情况进行跟踪，从而实现信息隐藏、存储、版权保护等功能。目前数字水印已成为多媒体版权认证和完整性保护的有效手段。本文对数字水印技术进行了全面的研究。⑴介绍了数字水印的基本特征、原理以及目前国内外的研究现状，包括数字水印的基本特征，分类以及应用特性和领域，归纳了数字水印系统的基本框架，分析了数字水印面临的攻击，概括性介绍了目前常见的数字水印的典型算法。⑵介绍了小波分析的背景，连续小波变换，离散小波变换，多分辨分析，以及Mallat算法然后，介绍一种小波域的数字水印算法，并对该算法进行了水印嵌入、提取和剪切等实验。⑶介绍了一种数字图象篡改定位的水印算法。在小波域中嵌入由图象本身产生的水印信号，并引入了Arnold变换来增强算法的鲁棒性。仿真实验结果表明，该算法有较强的篡改检测和定位能力。首先，将图象经过三级小波变换，提取第三级低频成分经过处理作为水印信息，同时给定密钥对其用Arnold置乱用一定的方法嵌入三个中频系数中，最后对经篡改后的已加水印图象利用生成水印的方法对第三级低频成分提取信号，并在中频提取水印信号同时根据给定密钥进行逆置乱，直接与第三级低频提取的信号作差值，这样就实现了篡改定位。⑷全文的总结和对水印技术发展的展望。4.学位论文孙中喜基于小波分析的数字水印算法研究2005该文通过对数字水印算法的研究和讨论，实现了基于空间域及变换域的数字水印算法，并进行了相应的鲁棒性测试。论文首先介绍了数字水印的基本特征、原理以及目前国内外的研究现状等基本问题，给出了数字水印的理论模型，并根据数字水印的不同特性进行了分类，为水印算法的提出、实现及测试提供了理论依据。作为实现数字水印算法的算法理论基础部分，论文介绍了小波分析的发展历程，小波和小波理论的基本定义、多分辨率分析、Mallat算法及其在图像处理中的应用，重点介绍了二维离散小波的分解和重构算法及其对静止图像分解和重构的实现。由于该文的水印算法考虑了水印置乱预处理，所以还分别介绍了基于Arnold变换、采样理论、Hilbert变换的图像置乱算法，并进行了实现。虽然空域算法现在已经很少使用，但是基于其在隐蔽通信中的重要地位，在此还是给出了基于融合的数字水印算法及其实现，实现了基于不重要位平面替换的水印算法，并进行了分析。变换域算法首先基于DCT域给出了两种不同的数字水印算法。一种算法将水印嵌入到DCT域的中频分量，另一种算法结合伪随机序列与有意义水印，提出了基于DCT域相关性检测的水印算法，并对算法作了进一步的改进。从试验结果看，两种算法能够抵抗JPEG压缩以及高斯噪声等信号处理的攻击，且改进后的算法水印鲁棒性及保密性得到了增强。针对目前流行的小波域算法，论文结合图像置乱算法及奇异值分解算法，提出了小波域低、中频域的水印嵌入及提取算法，并进行一系列鲁棒性试验。实验结果表明，所提出的两个算法中的水印具有良好的不可见性，并能抵抗有损压缩、滤波及噪声等常见的图像操作，具有良好的鲁棒性。5.期刊论文侯遵泽基于小波特征数字水印的防伪技术-警察技术2008,(2)提高证件和产品的防伪能力和识别水平是一个至关重要的问题.运用小波分析和数字水印技术,研究和开发了一种新的证件制作与检测方法技术体系,防伪性能高、识别准确快速,该项技术可广泛应用于证件和产品的防伪.6.学位论文陈禹基于小波分析理论的数字水印算法2006随着互联网和多媒体技术、通信技术的迅速发展，数字媒体的版权保护问题日益突出，使得数字水印技术备受人们关注。它是目前解决版权保护问题最有效的手段之一。本文首先介绍了数字水印的基本概念，包括水印的定义、分类和实现等方面。之后文章对小波分析的基本理论和方法进行了简单的介绍，包括多分辨分析的概念、小波的分解与重构算法。特别介绍了小波在数字水印方面的应用，由于小波特有的时频局部化特征，使得对非平稳信号的处理变得相对容易和有效，因此基于小波理论的变换域水印有着不可替代的优势。本文主要研究基于小波分析的鲁棒性数字水印算法。首先，大部分算法中的水印强度都采用固定强度来嵌入水印，无法在不同的区域自适应地调节水印强度，这样会影响水印的可见性和鲁棒性。同时通过研究，我们认为低频和高频子带嵌入是常见的两类算法，这两种方法各有优劣，分别能对抗不同类型的攻击。因此提出了一种可调节水印强度的双水印算法。该算法采用自适应原则，通过计算嵌入位置以及其周边的象素值而确定嵌入强度，并且同时在高频子带和低频子带两次嵌入相同水印。本文中的另一种算法是根据前人文献，提出增强的非嵌入式水印算法。非嵌入式算法并不修改原图，而是通过原图的特征和水印的特征生成一个交第三方保管和公证的密钥。这是一种新颖的水印模式，在满足普通水印的要求之外，还可以对抗诸如法律攻击这样的非技术攻击，有很大的应用前景。从文中比较全面的实验结果可以看到，该算法有超强的抵抗攻击的能力，特别是一定程度上成功抵抗几何攻击。另外，本文还针对常见图像质量的评测标准(如PSNR)和本文实验所需的特点，提出了一种改进的算法，用来表示受攻击图像和所提取水印图像的视觉效果质量。经过数值和图形的两种方式，表明该算法对本文中的实验图像的质量评测是非常有效的。在文章最后，指出了下一步研究的两个方向：对彩色图像的处理和最优小波基的选择，并初步进行了实验。7.学位论文马雪飞基于独立分量分析的数字水印研究2006数字水印是目前版权保护、信息安全领域研究的一个热点技术，它具有鲁棒性、脆弱性等特点，可被嵌入到文本、图像、音频、视频和软件等载体中以保护载体版权。首先，本文介绍了多种数字水印模型，对小波域图像水印和小波域音频数字水印进行了理论分析，并通过软件仿真验证了基本的水印方案。其次，本文对独立分量分析方法进行了研究，讨论了独立分量分析方法的基本模型、约束条件和求解过程，利用仿真结果验证了该方法实现盲源分离的有效性。再次，本文研究了基于独立分量分析方法的空域水印模型。提出了一种基于该方法的小波域数字水印方案。嵌入水印过程中，先对颜色空间转换后的图像进行小波分析，然后利用独立分量分析方法将得到的水印小波系数与原始图像小波系数进行混叠；提取水印过程中，利用独立分量分析方法在小波域内提取水印。最后，本文对该模型方案进行了软件仿真验证，对作用于数字水印的噪声攻击、旋转攻击和剪切攻击进行了对比分析，实验结果表明该方案能够正确、完整的提取数字水印，且表现出很好的鲁棒性。8.学位论文肖鹏基于小波分析的数字水印技术研究2003该文对数字水印技术进行了全面的研究.首先,介绍了数字水印的基本特征、原理以及目前国内外的研究现状等基本问题,归纳了数字水印系统的基本框架,概括性介绍了目前常见的数字水印算法.然后,实现了一个具体的空域图像数字水印算法,虽然空域LSB算法现在已经很少使用,但是基于其在隐蔽通信中的重要地位,在此还是进行了分析.随后,提出了一种改进的DCT域数字水印算法,并进行了一些测试和实验,改进后的算法鲁棒性良好,并且对原始图像质量的影响更小,人眼几乎感觉不出嵌入水印后图像质量的变化.接着详细介绍了小波编码技术,该文吸取了嵌入零树小波编码的思想,将其运用到数字水印技术中.最后,提出了一种基于重要系数小波树的水印算法.9.学位论文黄炜小波分析在数字水印和目标跟踪的应用2009本文在介绍小波的基本理论和方法的基础上，阐述了小波在数字水印方面的应用以及其在目标跟踪方面的作用。小波变换的理论是近年来兴起的新的数学分支，它是空时间域和频率域的局部变换，由于其发展及特性，基于小波变换的数字图像水印技术成为水印研究的-个热点。而图像跟踪是计算机视觉领域的-个热点研究问题，在视觉监控、人机互动、机器人导航等领域有着广泛的应用。本研究分为三个部分：第-章对小波分析的理论，数字水印的发展，及其目标跟踪的概况做了-些简单介绍，第二章提出了-种基于置乱变换的小波域的数字水印算法。该算法采用灰度图像作为水印信息，嵌入前，首先利用置乱技术对水印图像进行预处理，增强了水印系统的安全性，提高了系统的鲁棒性。然后将水印信息嵌入到中高频系数中，以此在不可视陛和鲁棒性之间获得较好的平衡.第三章主要