基于Contourlet变换的图像数字水印研究.pdf

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1、代号10701学号0822980045分类号TP391密级公开题（中、英文）目基于Contourlet变换的图像数字水印研究ResearchonImageWatermarkingbasedonContourletTransform作者姓名王丽丽指导教师姓名、职务苗启广教授学科门类工学学科、专业计算机应用技术提交论文日期二○一一年四月十日西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标

2、注和致谢中所罗列的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为

3、西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密在___年解密后适用本授权书。本人签名：日期：导师签名：日期：摘要随着多媒体技术、计算机网络和通信技术的迅猛发展，数字产品应用越来越广泛，数字信息的安全也逐渐成为人们关心的问题，数字产品的版权保护问题尤为重要。数字水印是指永久镶嵌在宿主数据中的具有可鉴别性的数字信号或模式，并且不影响宿主数据的可用性。其作为数字信息安全问

4、题的一项有效解决手段，成为产业界和学术界共同研究的热点。本文研究了图像数字水印和Contourlet变换的相关理论知识，提出了基于Arnold变换和Lorenz系统的彩色图像加密算法和一种Contourlet域能量和交换系数的图像水印算法。主要工作有：1.在深入研究灰度图像的置乱度基础上，给出了彩色图像置乱度的定义，由于Arnold变换具有较高置乱度，能够抵抗多种攻击的特性，以及Lorenz混沌系统具有极强初值敏感性和安全性的特点，提出了一种基于Arnold变换和Lorenz系统的彩色图像加密算法。该算法利用Arn

5、old变换以及彩色图像的置乱度定义，对原始彩色水印信息的R、G、B三个分量分别进行置乱，并求解Lorenz混沌系统的动力学方程，得到三个混沌序列，据此构造置乱索引矩阵；然后对Arnold置乱后的每个颜色分量，采用这三个不同的混沌置乱序列进行置乱处理。仿真实验结果表明，该算法克服了Arnold变换和Lorenz混沌系统的缺点，能够抵抗多种攻击，使彩色水印图像具有较高的安全性。2.深入研究Contourlet变换的基本理论，并分析Contourlet变换系数的分布特性，提出了一种基于Contourlet域能量和交换系数

6、的图像水印算法。该算法充分利用Contourlet变换特性，根据图像分解后的能量大小选择嵌入水印的方向图，并通过交换系数的嵌入算法，将水印信息嵌入载体图像。在数字水印的嵌入过程中使用了Contourlet分解载体图像的层数、每层分解的方向数和嵌入水印信息选择的子带三个密匙，因此，该算法还具有较高的安全性。图像的仿真实验结果表明，该算法能够抵抗多种常见图像处理和几何变换的攻击，如压缩图像、加椒盐噪声、加高斯噪声、高斯低通滤波、直方图均衡化、图像增亮、变暗、改变对比度和裁剪等。在这些攻击后的图像中，均能够提取出较为完整

7、的水印信息。关键词:数字水印Contourlet变换图像置乱Arnold变换Lorenz混沌系统AbstractWiththemultimediatechnology,computernetworksandcommunicationtechnology,therapiddevelopmentofdigitalproductsmoreandmorewidely,thesecurityofdigitalinformationhasbecomeissuesofconcern,thecopyrightprotectiono

8、fdigitalproductsisimportant.Digitalwatermarkingispermanentlyembeddedinthehostcanbeidentifiedwiththedataofthedigitalsignalorpattern,anddonotaffecttheavailabilityofhostdata.Digitalin