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1、 基 指导教师：张国平教授 学科专业：电路与系统 j 研究方向：数字图像处理 华中师范大学物理科学与技术学院 2 0 1 1 年5 月 C e n t r a lC h i n aN o r m a lU n i v e r s i t y S u p e r v i s o r ：Z h a n gG u o p i n g A c a d e m i cT i t l e ：P r o f e s s o r 劲吖6 邙 S i g n a t u r e 遣丝 A p p r o v e d M a y 2 0 1 1 嚣、 ： ： 石嚣士学位论炙 M A S T E R ST H E
2、S l S 华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明 j原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究 工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和 集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 作者签名：编铗 日期： o 1 年夕月；日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅。本人授权华中师范大学可以将本学位论文的全部或部
3、分内容编入有 关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位 论文。同意华中师范大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的 全部或部分内容。 保密论文在解密后遵守此规定。 作者签名：清旋导师签名捌彳 日期：弘f 年歹月3 ，日日期：矿t 1 年r 月x 日 作者签名：秀磋 导师签名：弓恸剔彳 日期：p 1 1 年厂月；，1 日日期：矿1 年f 用1 f E l 墒尊 1 - ， 随着网络信息技术的迅猛发展，数字作品在网络上的传播越来越普遍，然而在 带给人们方便的同时，恶意篡改、攻击、盗用他人劳动成果等不良行为相伴而来。 针对网络上的恶意和非法复制行为，数字水印被提
4、出解决这一问题。数字水印技术 作为数字化时代的一门新兴技术，它的重要现实作用已引起越来越多的研究学者、 科研机构、公司的极大关注，成为当前新颖研究热点。 数字水印的研究对象主要为图像、音频、视频和三维网格数据水印等方面，本 文重点研究了运用离散小波变换嵌入水印图像的算法。考虑到在载体图像中嵌入水 印需要在不可见性、鲁棒性和水印容量之间寻求平衡，我们做了如下研究： ( 1 ) 以灰度图像为载体图像，离散小波变换可以利用人类视觉特性的空间频率 特性嵌入水印，嵌入水印之前对原始水印进行置乱变换的信号预处理，提高水印安 全性和有效提高了视觉上抵抗图像剪切攻击的能力。对载体图像进行离散小波二级 分解，将
5、水印信号嵌入到载体图像小波二级分解的中频、高频小波系数，实现水印 嵌入过程。在实验中，分别使用了“华中师范大学”文字和校徽作为水印信号，结果 表明该算法具有较好的不可见性和鲁棒性。 ( 2 ) 提出了一种彩色图像水印算法的设计。载体图像和水印图像都选择3 2 位 的真彩色图像。先把彩色图像的各种组成分量分开，然后分别对每个分量进行离散 小波分解，得到分解后的全部频率系数。设置嵌入强度系数，再对每个分量频率系 数上进行水印信号的嵌入，接着对嵌入水印的各层图像进行图像重构，最后对三层 灰度图像进行三色叠加合成彩色图像，最终得到完整的嵌入后的彩色图像。 本文提出的灰度图像水印算法能够在不可见性与鲁棒
6、性之间达到均衡，该算法 可以有效抵抗压缩和几何变形等攻击，在滤波、加噪声后仍具有较好的鲁棒性。接 着本文将载体图像的范围扩展到彩色图像，并对彩色图像水印算法进行了研究，但 是彩色图像数字水印技术在理论并不是很成熟，尚处于发展阶段，这将是以后研究 的方向。： 关键词：数字水印；图像置乱；彩色图像；小波变换 硕士学位论文 M A S T E R ST H E S l S A b s t r a c t D u et ot h ed e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n di n t e r a c t ，
7、d i g i t a lm e d i ah a s b e e nw i d e l ya p p l i c a t i o n s I tb r i n g sp e o p l ec o n v e n i e n c e ，b u ta l s os o m ei l l e g a lp e r s o n p r o v i d e sm a l i c i o u st a m p e r i n ga n da t t a c k D i g i t a lw a t e r m a r k i n gt e c h n o l o g yp r e v e n t st
8、h e i n f o r m a t i o no nt h eI n t e r n e t T h em a i nw a yt h r o u g ht h eo r i g i n a ld a t ai nt h ed i g i t a lw o r k s i se m b e d d e ds o m ei m p o r t a n ti n f o r m a t i o n , a n ds t i l lC a l lv e r i f yt h ei n t e g r i t yo ft h ec o n t e n t D i g i t a lW a t e
9、r m a r k i n gm a i n l ys t u d yi ni m a g e s ，a u d i o ，v i d e oa n dt h r e e - d i m e n s i o n a l g r i dd a t aw a t e r m a r k s ，a n dt h ep a p e rf o c u s e so nt h ed i s c r e t ew a v e l e tt r a n s f o r mu s i n gt h e a l g o r i t h me m b e d d e dw a t e r m a r ki m a
10、g e T a k i n gi n t oa c c o u n tt h ew a t e r m a r k e di m a g e n e e d st of i n dab a l a n c eb e t w e e ni n v i s i b i l i t y , r o b u s ta n dw a t e r m a r kc a p a c i t y , w em a d et h e f o l l o w i n gs t u d i e s ： ( 1 ) D r a yi m a g ea st h eh o s ti m a g e ，d i s c r
11、 e t ew a v e l e tt r a n s f o n nc a nu s ec h a r a c t e r i s t i c s o fh u m a nv i s u a ls p a c e f r e q u e n c yc h a r a c t e r i s t i c st oe m b e dw a t e r m a r k n l ec a r r i e ri m a g e m a k e sd i s c r e t ew a v e l e ts e c o n d a r y d e c o m p o s i t i o n , a n
12、dt h ew a t e r m a r k i n gs i g n a li s e m b e d d e di n t o t h ec a r r i e ri m a g ew a v e l e ts e c o n d a r yd e c o m p o s i t i o no fi n t e r m e d i a t e f r e q u e n c y , h i g h f r e q u e n c yw a v e l e tc o e f f i c i e n t st or e a l i z ew a t e r m a r k i n ge m
13、b e d d i n g p r o c e s s ( 2 ) I tp r e s e n t sac o l o ri m a g ew a t e r m a r k i n ga l g o r i t h md e s i g n T h eh o s ti m a g ea n d w a t e r m a r ki m a g ea r es e l e c t e d3 2 b i tt r u ec o l o ri m a g e s F i r s t t h ev a r i o u sc o l o ri m a g e c o m p o n e n t sa
14、 p a r t , a n dt h e ns e p a r a t e l ye a c hc o m p o n e n ti sd i s c r e t ew a v e l e td e c o m p o s i t i o n ， o b t a i n i n ga f t e rd e c o m p o s i t i o no fa l lt h ef r e q u e n c yc o e f f i c i e n t s S e t t i n ge m b e d d i n g s t r e n g t hf a c t o r , t h ew a t
15、 e r m a r ks i g n a l i se m b e d d e dt oe a c hc o m p o n e n t sf r e q u e n c y c o e f f i c i e n t s ，a n dt h e nl a y e r so ft h ee m b e d d e dw a t e r m a r ki m a g er e c o n s t r u c ti m a g e F i n a l l yt h r e el a y e r so fg r a yi m a g ei ss u p e r i m p o s e do nt
16、h r e ec o l o rc o m p o u n d i n gc o l o r i m a g e s ，a n du l t i m a t e l yw eg e tt h ef u l lc o l o ri m a g ea f t e re m b e d d i n g I nt h i sp a p e r ，t h eg r a yi m a g ew a t e r m a r k i n ga l g o r i t h mh a sa c h i e v e db e t t e ri n v i s i b i l i t y a n dr o b u s t n e s s T h ea l g o r i t h mi ss t i l lh a sg o o dr o b u s t n e s sw h i c hr e s i s tt h ea t t a c k ss u c ha s c o m p r e s s i o na n dg
