探析基于非线性理论的数字水印技术

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1、y1037159学位论文@基于非线性理论的数字水印技术张民指导教师张英俊教授申请学位级别工学硕士专业名称交通信息工程及控制学位授予单位大连海事大学2007年3月中文摘要摘要本文以非线性理论中的混沌和分形两大理论为基础，研究了非线性理论在数字水印中的应用，具体研究内容如下：首先，利用Hilbert分形曲线扫描和无限折叠迭代混沌映射(IterativeChaoticMapwithInfiniteCollapses，ICMIC)的特征，实现了一种图像空间域上的数字水印算法。该算法充分考虑了人类视觉系统(HumanVisionSystem，HVS)的掩蔽特性，由于平滑区域的敏感性要远高于纹理密集区

2、域，通过在空间域上对原始图像进行预处理，其纹理区域得到了突出，进而，得到了背景照度较亮，纹理能量较复杂的图像块。在这些图像块中进行水印嵌入，没有引起原始载体图像的任何变形，具有较高的保真性。使用了一种简单，可逆的图像变换方法将原始水印信息进行了置乱。利用混沌映射具有的伪随机性和对初始条件的极端敏感性，由混沌映射值来确定水印的嵌入位置，这一策略进一步增强了水印信息的安全性。信息嵌入时采用最小化像素改变量的优化策略，避免了载体图像大范围的修改，嵌入大容量水印时，水印仍具有良好的不可见性。水印提取时应用概率统计的知识，进一步提高了水印检测的J下确性，同时，保证了水印信息不可见性和鲁棒性的统一。实

3、验结果表明：该算法对大范围剪切、椒盐噪声、中值滤波、低位攻击等常用的图像处理操作具有较好的鲁棒性和较高保真性。其次，以传统的分形图像编码为基础，改进了一种分形变换域上的数字水印算法。该方法将水印信息嵌入到值域子块的所有像素中。使得隐藏的信息很难被发现和篡改。基于值域块最佳匹配的策略，进行水印的嵌入，降低了算法处理的复杂度，而重构的水印图像其显示效果也较为理想。实验结果证明了该算法的有效性。最后，对数字作品版权保护中数字水印技术的应用进行了探讨。关键词：混沌；分形；数字水印；鲁棒性英文摘要TheDigitaIWatermarkingBasedOnNon—IinearTheoryAbstrac

4、tInthispaper，basedonthechaosandfractaltheory，theresearchhasstudiedtheapplicationofthenon-lineartheoryindigitalwatermarkingasfollows：Firstly，basedontheHilbertfractalcurveandIterativeChaoticM印withInfiniteCollapses(ICMIC)anovelimagespatialdomaindigitalwatermarkingalgorithmisproposed．Theproposedscheme

5、considersthefeaturesofthehumanvisionsystem(HVS)veryrichly．Becausethesensitivityofthefiatregionoutbalancesthetextureonebydealingwiththeoriginalimagethetexturedomaincanbeseparatedfromtheoriginalimageveryeasily．Thewatermarksareembeddedintheseregions．Thisschemedoesnotcauseanydistortionoftheoriginalima

6、geandhashi曲fidelity．Theoriginalwatermarkingisscrambledbyusingasimpleandreversiblemethod．Thechaosmaphasthetraitofrandomicityandsensitivitytotheinitialvalue．Theembeddingplaceisdeterminedbythechaosmap．Byusingthecharacterofthechaosthesecurityisimprovedveryobviously．Byusingthestrategyofminimizingchange

7、sofhostimagepixelsandstatisticalmethod，weachievetheresultsthatthedigitalwatermarkingissightless．Whenabundantwatermarkingisembeddedwealsoachievetheunificationofthesightlessnessandtherobustness．Theexperimentalresul