隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展,多媒體文件在傳輸過程中存在著嚴重的安全問題。數(shù)字水印作為多媒體文件版權(quán)保護的重要手段之一,被廣泛地應(yīng)用于版權(quán)保護應(yīng)用中。多尺度幾何分析的提出,能夠最優(yōu)的對圖像甚至更高維信號進行表示。而剪切波作為最新被構(gòu)造出來的多尺度幾何分析工具,具有更稀疏的表達能力與更強的方向敏感性。非下采樣剪切波變換舍棄了標準剪切波變換過程中的下采樣操作,克服了變換后頻譜混疊現(xiàn)象,提高了它的方向性。本文在深入研究剪切波理論的基礎(chǔ)上,把非下采樣剪切波變換應(yīng)用于數(shù)字水印領(lǐng)域,利用其對方向的敏感性、對圖像最稀疏的表達能力等優(yōu)良特性,能夠?qū)崿F(xiàn)水印性能的進一步提高。圖像經(jīng)過非下采樣剪切波變換分解,在選取最有意義的方向子帶圖像作為水印的嵌入位置后,結(jié)合以下兩種高效算法實現(xiàn)水印的嵌入。并將水印技術(shù)應(yīng)用在電子證件的真?zhèn)巫R別中。主要研究工作如下:結(jié)合非下采樣剪切波變換與奇異值分解提出一種非盲水印算法。圖像經(jīng)剪切波變換之后被分解為低頻近似子圖與高頻細節(jié)子圖。實驗選取最大能量的方向細節(jié)子帶圖像作為水印的嵌入子帶,利用奇異值分解把置亂加密后的水印圖像信息加到子帶圖像奇異值矩陣中,實現(xiàn)了水印的嵌入。給圖像添加小小的擾動,奇異值的大小基本不變。這種穩(wěn)定性有利于水印性能的提高。對嵌入水印的圖像進行不同形式的圖像攻擊后提取出水印,用以證明水印對外界攻擊的抵抗能力�；诜窍虏蓸蛹羟胁ㄗ儞Q與主成分分析提出一種圖像零水印算法。圖像經(jīng)剪切波變換,在確定水印嵌入子帶后,利用主成分分析對子帶圖像進行降維處理,獲取到圖像的重要特征信息。利用這些重要特征,結(jié)合原始水印信息構(gòu)造出零水印,實現(xiàn)對水印的加密。零水印技術(shù)并不是實現(xiàn)真正意義的嵌入,所以對圖像質(zhì)量并沒有任何的損害,是一種不對原圖像數(shù)據(jù)進行修改的的數(shù)字水印技術(shù)�？梢岳脠D像的重要特征來構(gòu)造水印信息,而不是修改圖像的這些特征。此外,圖像經(jīng)主成分變換后獲取到的主要特征信息既包含了圖像的低頻分量,也存在著紋理、邊緣等高頻細節(jié)信息,可以有效的抵抗不同形式的圖像攻擊。在本文提出的高效算法中,水印的嵌入并沒有使得原始圖像失真,表明水印具有很好的不可見性。實驗中對含水印圖像進行了不同形式的圖像攻擊后,水印能夠很好的被提取出來,表現(xiàn)出很強的魯棒性。非下采樣剪切波對圖像的最優(yōu)逼近及對圖像方向敏感特性等優(yōu)良特性與水印的結(jié)合使得本文提出的兩種算法能夠真正實現(xiàn)水印不可見性與魯棒性的有效統(tǒng)一。對數(shù)字水印技術(shù)在電子證書真?zhèn)伪鎰e中的應(yīng)用進行了研究分析。為了提高電子證書防偽性能,將個人信息生成QR條碼,作為水印嵌入到證件中,并通過提出的高效算法進行應(yīng)用。通過實驗,驗證了算法的高效魯棒性,QR碼能夠很好的提取,并且能夠成功譯碼。達到了電子證書防偽辨別的目的,論證了在實際應(yīng)用中的實用性。
【學位單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TP309.7
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
    1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 水印基礎(chǔ)理論與剪切波變換
    2.1 概述
    2.2 水印基礎(chǔ)理論
        2.2.1 數(shù)字水印的定義
        2.2.2 數(shù)字水印的基本特性
        2.2.3 數(shù)字水印的分類
        2.2.4 數(shù)字水印的評估標準
    2.3 多尺度幾何分析
    2.4 剪切波變換研究分析
        2.4.1 剪切波變換基本原理
        2.4.2 剪切波變換分解過程
        2.4.3 非下采樣剪切波變換
    2.5 本章總結(jié)
第三章 基于奇異值分解的非下采樣剪切波水印算法
    3.1 概述
    3.2 奇異值分解
        3.2.1 奇異值分解的定義
        3.2.2 奇異值分解的性質(zhì)
        3.2.3 圖像奇異值分解
    3.3 基于NSST和SVD的水印算法
        3.3.1 水印的預處理
        3.3.2 水印的嵌入
        3.3.3 水印的提取
        3.3.4 實驗結(jié)果分析
    3.4 水印算法性能比較
    3.5 本章總結(jié)
第四章 基于主成分分析的非下采樣剪切波零水印算法
    4.1 概述
    4.2 主成分分析理論
        4.2.1 主成分分析定義
        4.2.2 主成分分析原理
    4.3 基于NSST與PCA的零水印算法
        4.3.1 零水印的構(gòu)造與嵌入
        4.3.2 水印的提取過程
        4.3.3 水印算法魯棒性分析
        4.3.4 水印性能比較
    4.4 本章總結(jié)
第五章 數(shù)字水印在電子證書真?zhèn)伪鎰e中的應(yīng)用研究
    5.1 概述
    5.2 QR碼理論
    5.3 水印的嵌入過程
    5.4 水印提取過程及譯碼
    5.5 實驗性能測試
        5.5.1 水印的不可見性
        5.5.2 水印的魯棒性
    5.6 本章總結(jié)
第六章 工作總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻
附錄
致謝
攻讀碩士學位期間取得的科研成果

【參考文獻】

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本文編號：2863475