數(shù)字圖像加密與水印技術(shù)論-展示頁
2025-01-15 06:52本頁面
【正文】 om shifting and embed the watermark in it， and restore the original image with the contrary shifting, so that the watermark can be embedded in the image evenly. Keyword: DCT transformation digital watermarking random shifting 摘要 : 這篇論文主要介紹了兩種基于 DCT（離散余弦變換）的數(shù)字水印算法 。第一種為排序法水印算法，其基本原理是，由于視覺上重要的分量是圖像信號(hào)的主要成分，圖像信號(hào)的大部分能量都集中在這些分量上，在圖像有一定失真的 情況下，仍能保留主要成分，而且在這些分量上加入一定量的額外信息時(shí)，并不影響圖像的視覺效果，從而為水印嵌入提供了可能性 。 關(guān)鍵詞 :DCT(離散余弦變換 ) 數(shù)字水印 變換域 2 1. 水印簡(jiǎn)介 水印的發(fā)展歷史及數(shù)字水印的提出 傳統(tǒng)意義上的水印是指紙水印，最早的紙水印于 1282 年在意大利出現(xiàn)。到了 18 世紀(jì)在歐洲和美國 的制造產(chǎn)品中，紙水印已經(jīng)變得相當(dāng)實(shí)用了。大約也是在這個(gè)時(shí)候，水印開始用于紙鈔和其他文 件的防偽措施。魔高一尺，道高一丈。英國人威廉 另一個(gè)英國人威廉 史密斯發(fā)明了一種更實(shí)用的技術(shù)取代了精細(xì)線模式，該技術(shù)用一種淺浮雕制造水印，并把 水印嵌到紙模中，由此產(chǎn)生的鑄模表面的多變性創(chuàng)造出一種具有不同灰度陰影的漂亮水印，這就是今天紙幣水印的基礎(chǔ)技術(shù)。與此同時(shí)， 通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?數(shù)字產(chǎn)品很容易被復(fù)制、處理、傳播和公開，信息的非法竊用和信息安全傳輸問題已變的越來越嚴(yán)重。 1994年在一次國際重要學(xué)術(shù)會(huì)議上由 T1rkel等人發(fā)表了題目為 “A digital watermark”的第一篇有關(guān)數(shù)字水印的文章，當(dāng)時(shí)他們已 經(jīng)意識(shí)到了數(shù)字水印的重要性，提出了數(shù)字水印的概念及可能的應(yīng)用，并針對(duì)灰度圖像提出了兩種向圖像最低有效位中嵌 入 水印的算法。隨后幾年國際上相繼發(fā)表了大量的關(guān)于數(shù)字水印技術(shù)的學(xué)術(shù)文章，內(nèi)容主要是數(shù)字水印的理論研究，包括數(shù)字水印的特點(diǎn)和分類、模型、應(yīng)用、算法等。 1996年在英國劍橋牛頓研究所召開了第一屆國際信息隱藏學(xué)術(shù)研 討會(huì)，標(biāo)志著信息隱藏學(xué)的誕生，而作為信息隱藏學(xué)主要分支之一的數(shù)字水印技術(shù)的研究也得到了迅速的發(fā)展。目前不論是學(xué)術(shù)界還是工業(yè)界對(duì)數(shù)字水印技術(shù)的研究熱情都很高，關(guān)于數(shù)字水印方面的文章不斷增多，有關(guān)數(shù)字水印和信息隱藏的會(huì)議也增長(zhǎng)很多，工業(yè)界則大幅度提高了對(duì)水印研究的資助程度。一些公司已開發(fā)出一些套裝軟件，如： Fraunhofer’s syscop、 High—water Fbi、 Digimarc Corp、 DICE’s Argent Digital Watemark等。數(shù)字水?。?Digital Watermarking）是指將某一信號(hào)（一般稱之為簽字信號(hào)， Signature Signal）嵌 4 入到（ embedding）另一信號(hào)（一般稱之為宿主信號(hào)， Host Signal，或稱之為掩護(hù)媒體， covermedia）的過程，掩護(hù)媒體經(jīng)嵌入信息后變成一個(gè)偽裝媒體（ steganomedia）。成功的水印算法應(yīng)該滿足以下要求： 1． 不可見性。實(shí)踐中一般采用盲試驗(yàn)的方法，當(dāng)人們感覺器官不能區(qū)分原始宿主信號(hào)和嵌入水印之后的宿主信號(hào)時(shí)，就認(rèn)為水印是透明的，不可覺察的。 加入水印的圖像在傳播過程中必然會(huì)受到各種有意或無意的干擾，因此，一個(gè)數(shù)字水印應(yīng)該 能夠承受大量的不同的物理和幾何失真，包括有意的或無意 (如圖像壓縮，濾波， A／ D 與 D／A 轉(zhuǎn)換，噪聲污染，尺寸變化等等 )的攻擊，即經(jīng)過上述攻擊后，水印算法仍能從水印圖像中提取出嵌入的水印或證明水印的存在，若攻擊者試圖刪除水印將導(dǎo)致載體的徹底破壞． 3． 安全性。 4． 有效性。 5 數(shù)字水印的分類 目前最常用的分類方式為按水印被嵌入方式劃分 1． 空間域數(shù)字水印技術(shù)通過直 接改變圖像數(shù)據(jù)來加入水印，水印一般被嵌入在圖像的亮度或色度信號(hào)的強(qiáng)度值中。 UB 方法：在像素的不重要位嵌入水印信息，利用該算法將特定標(biāo)記隱藏于數(shù)字圖像內(nèi)。 chwork 方法：將圖像分成兩個(gè)子集，一個(gè)子集的亮度增加，另一子集的亮度減少同樣的量。而子集的位置作為密鑰，則水印可以很容易地由兩個(gè)子集間的差別平均而確定。缺陷是對(duì)圖像尺寸變換不具魯棒性，為了使其對(duì)剪切變換具有魯棒性，空間域方法不得不重復(fù)地將同類信息內(nèi)嵌到圖像的不同區(qū)域。 2． 變換域方法。通常，集中于頻譜的中間范圍，以利于在 JPEG 壓縮和其它圖像處理技術(shù)的不可見性和穩(wěn)健性之間取得折 衷。近年出現(xiàn)了多種基于不同變換域的方法。 在 Ruanaidh 提出的水印算法中，水印被嵌入到 DCT(付氏變換 )的相位中，使其對(duì)竄擾有較強(qiáng)的穩(wěn)健性。小波的多分辨率分解算法，是將水印信號(hào)和圖像進(jìn)行分解，然后在相應(yīng)層次上加入水印，最后還原圖像。缺點(diǎn)是嵌入信息量小且運(yùn)算量大。 變換域方法的優(yōu)點(diǎn)是： 1． 變換域中嵌入的水印信號(hào)能量可
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