基于小波与混沌理论的数字图像加密研究

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1、第1章绪论换，提取其低频部分作为嵌入区域；利用混沌系统产生的混沌序列对水印图像进行加密，再将加密后的水印图像进行小波变换并提取其低频部分；最后将提取出来的水印图像的低频部分嵌入到原始图像的低频部分中。这样就完成了图像加密的过程，在这个过程当中完成了一次对水印图像的混沌加密，以及对加密后水印图像的嵌入，达到了双重加密，即使破译者可以提取水印，但提取的也是经过混沌加密后的水印信息，还必须进一步进行混沌解密，根据混沌的特性而知，在不知道初始密钥的情况下，这显然是难以达到的。在提取水印时，通过水印相似度(

2、NC)和峰值信噪比(PSNR)评价水印质量，实验结果表明提出的算法可以有效的抵抗JPEG压缩、噪声、滤波等几何攻击。论文的结构安排如下：第l章为绪论。简要介绍了课题的研究背景、数字水印技术在国内外的研究现状以及数字图像加密研究的重要意义，并阐明了本文所要研究的主要内容和章节安排。第2章为数字水印技术概述。介绍了数字水印技术的基本概念，主要特征；还对数字水印的分类原理进行了分析，包括水印信息的嵌入、提取和检测；最后介绍了数字水印系统的评价标准以及数字水印的应用领域。第3章为小波变换的基本理论。介绍了

3、小波分析的发展和特点，小波的定义、连续小波变换和离散小波变换，以及小波分析中的一个重要概念——多分辨率分析，在这一章还介绍了小波分解与重构的～个重要算法——Mallat算法，最后介绍了小波变换在数字图像中的应用。第4章为混沌理论概述。介绍了混沌理论的发展，定义和特性，在此基础上介绍了logistic混沌模型以及将其二值化的方法，然后介绍了混沌理论在数字水印系统中的应用，最后给出了基于混沌的二值图像加密算法以及验证实例。第5章详细介绍了基于离散小波变换和混沌的数字图像加密算法，从算法思路着手，对水印

4、的嵌入和提取具体算法进行了详细描述，并且对算法进行了仿真实验。1．4本章小结本章是绪论，是为了让读者对本文概貌有个大致的了解。为了这一目的，首先给出了课题的研究背景和意义，然后介绍了数字水印技术国内外的研究状况，以及数字图像加密研究的重要意义。最后还对整个论文的结构进行了说明。黑龙江大学硕士学位论文第2章数字水印技术概述随着信息技术的发展，数字水印技术己经成为用于解决数字多媒体(例如音频、图像和视频等)的版权保护和内容认证的主要研究方向之一。本章将对数字水印系统的基本原理、通用模型、特征、分类、应

5、用领域及性能评价标准等方面作简单介绍。2．1数字水印的概念数字水印技术(d珥talwatennarking)乜¨是一种信息隐藏技术，它的基本思想是在数字图像、音频和视频等数字产品中嵌入秘密信息——水印，以便保护数字产品的版权、证明产品的真实可靠性、跟踪盗版行为或者提供产品的附加信息。其中的秘密信息可以是版权标志、用户序列号或者是产品相关信息。一般，它需要经过适当的变换再嵌入到数字产品中。数字水印的嵌入不应影响原有数据内容的价值和使用，通常是不可见的或不能被人的感知系统所察觉，且不会被常规处理操作去

6、除。对于数字图像的数字水印技术来说，嵌入水印信号可以视为在强背景下叠加一个弱信号，只要叠加的水印信号强度低于人类视觉系统(HumanVisionSystem，简称HVS)的对比度门限，HvS就无法感到信号的存在，称为不可察觉性。对比度受视觉系统的空间、时间和频率特性的影响。因此，通过对原始图像作一定的调整，有可能在不改变视觉效果的情况下嵌入一些秘密信息即水印。从数字通信的角度看，水印可理解为在一个宽带信道(载体图像)上用扩频技术传输一个窄带信号(水印信号)。尽管水印信号具有一定的能量，但分布到信道

7、中任意频率上的能量是难以检测到的。在经历信道传输后，通过专用的检测器或阅读器对水印的检测与分析来保证数字信息的完整可靠性，或用以证明作者对其作品的所有权、授权单位或个人的使用权，并作为鉴定、起诉非法侵权的证据，从而成为知识产权保护和数字多媒体防伪的有效手段。．6．第2章数字水印技术概述2．2数字水印的基本特性数字水印技术的核心是信息隐藏技术，是在多媒体数字载体(如图像、声音、视频信号等)中嵌入难以察觉的数字信息(水印)而不影响原数据的视听效果，并且这些数字信息可以部分或全部从混合数据中恢复出来，以

8、保护数字产品的版权信息，保护作者的合法权益。不同的数字水印系统有不同特性，每一特性的重要性取决于实际应用的需要和水印的作用。为了更好地满足应用的要求，健壮的数字水印系统通常具有以下基本特性的一些或全部堙2翻3。(1)不可感知性数字水印的一个最基本的特性就是不可感知性，它包含两方面的含意：～方面是指知觉上(视觉和听觉)的不可感知性，即被保护图像在被嵌入水印信息后应不引起原始被保护图像质量的显著下降和视觉效果的明显变化，不影响被保护数据的正常使用，最理想的情况是水印图像与原始图像在视觉