试论基于hvs的小波域鲁棒性数字水印算法的研究

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1、华南理工大学硕士学位论文基于HVS的小波域鲁棒性数字水印算法的研究姓名：吴妙枝申请学位级别：硕士专业：计算机软件与理论指导教师：韩国强20050501摘要摘要计算机技术和网络技术的发展，大大简化了多媒体数字产品的存储、编辑和传输。但是，它也使盗版行为日益猖獗。当前，数字图像是互联网上最主要的多媒体数据之一，它广泛地分布在互联网的每个角落。由于数字图像有着广泛的应用，因而它也成为盗版的主要对象。数字图像的盗版情况异常恶劣，它的版权保护问题已经迫在眉睫。传统的加密技术不适应数字图像应用的要求，图像所有者希望采用新的技术手段来维护他们的利益。

2、因而，数字水印技术应运而生。本文就用于静态图像版权保护的鲁棒性数字水印技术进行研究，着重探讨如何平衡水印的视觉透明性和鲁棒性之间的关系。文章从介绍数字水印技术的研究意义及当前的研究状况出发，先后介绍在研究工作中使用到的基本理论，包括小波变换和人类视觉系统，进而从整体上展示出水印处理系统的框架。紧接着是本文的重点，即对基于亮度均值的空间域数字水印原始算法的分析和改进。本文从四个方面对原始算法进行改进：第一，本文把水印算法从空间域移植到小波域。然后利用小波变换的时空局部性，选择合适的频率子带作为水印的嵌入区域。第二，本文从人眼的亮度适应性和

3、视觉掩盖效应出发，考虑到应用的要求，对小波域上系数量化步长的计算方法进行优化，使其与人类视觉系统更相符。第三，本文针对原算法中量化步长不变而带来的缺点，在每个水印嵌入区域中使用相应的量化步长。因此，水印的嵌入强度不但与图像的内容相适应，而且水印的嵌入强度增大，鲁棒性加强。第四，本文改进了原始算法中平均分配系数改变量的做法，根据每个系数的量化步长修正系数的改变量的计算方法。这点不但优化了量化步长，而且保证在水印的嵌入区域不形成视觉上的失真。基于上述的工作，本文为了从视觉透明性和鲁棒性两方面比较原始算法和改进算法的性能，进行了大量的实验。实

4、验结果显示出，改进算法保证了水印视觉透明性的要求，而且它在抗JPEG压缩、滤波、噪声和裁剪方面都具有比原始算法更为优越的性能。特别在抗。I—PEG压缩和抗滤波攻击方面，改进算法的优势更为明显。文章的最后是对这一阶段水印研究工作的总结，及对未来工作的展望。关键词：数字水印；离散小波变换；人类视觉系统：兰塑墨三叁：羔堡±主焦笙奎AbstractWiththedevelopmentofcomputertechnologyandnetworks，itbecomeseasierforpeopletostore．toeditandtotransfe

5、rmultimediadigitaldata．Ontheotherhand，italsoleadstotherampancyofpirate．Digitalimage，oneofthemostpopularmultimediadata，isdistributedinallovertheInternet．Forthewideuseofdigitalimage，ittakesmostpirates’interest．Soitistooseriousofpirateinimagetoignoretheimagecopyrightprotect

6、ion．BecausethetraditionalEncryptiontechnologycan’tmeettherequirementsofdigitalimageapplications，theownersofimagesexpectanewtechnologytoprotecttheirinterests．Thus，digitalwatermarkingcomestotruth．Thispapertakestheresearchinthedigitalwatermarkingtechnologyforstillimagecopyr

7、ightprotection，whichfocusesonthebalanceofthewatermark’Stransparencyandrobust．Atthebeginning，thepaperintroducesthesignificanceandthedevelopmentofthewatermarkingtechnology．Thenittakesintoaccountthebasetheoriesusingintheresearch，suchaswavelettransformationandhumanvisualsyst

8、em．Afterthat，itpresentsthewatermarkingsystemframeworkinaglobalstyle．Followedisthemainpartofthisresearch