探析一种基于dct和svd的图像数字水印方案的研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文一种基于DCT和SVD的图像数字水印方案的研究姓名：胡皓申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：薛胜军20070401武汉理工大学硕士学位论文摘要随着计算机通信技术的迅速发展，传播数字多媒体信息也越来越方便快捷，迅速兴起的互联网以电子印刷出版、电子广告、数字仓库和数字图书馆、网络视频和音频、电子商务等新的服务和运作方式为商业、科研、娱乐等带来了许多机会。然而，随之而来的盗版和侵权行为也越来越猖獗。为了解决对数字产品的版权所有者知识产权的保护问题，密码学的加密原理或置乱技术能保证数字产品

2、内容的安全传送。但是，仅采用密码技术的一大缺点是所加密的数字内容在解密之后，就没有有效的手段来保证其不被非法拷贝、再次传播和盗用。数字图像水印技术作为一种新兴的防盗版技术，其实质是一种运用图像处理实现的信息隐藏的技术，核心是将数字水印信息嵌入到图像中，同时保证人眼感觉不到图像质量的下降，即尽量保证所加的水印不可觉察。数字水印可以标识作者、所有者、发行者、使用者等，并携带有版权保护信息和认证信息，保护数字产品的合法拷贝和传播。论文首先简要地叙述了数字水印的概念、产生背景及其在实际应用中的重要意义。其次，较详细地综述了数

3、字水印的确切定义、具体的分类和必须具有的特性。论文接着介绍了目前存在的数字水印技术的模型。它们可以分为三类，分别对应实现数字水印技术的三个不同阶段，即水印的嵌入、提取和检测。论文详细讨论了数字水印的算法，即空域和时域的变换方法，以及常用的奇异值分解。除此之外，对于水印的预处理也会对实现良好的数字水印效果起到重要的作用。所以，图像的置乱技术在数字水印技术中的作用也不可忽略。本文考虑了Arnold变换、面包师变换、Hilbert曲线变换和Mobius带变换的置乱技术。论文着重分析了基于离散余弦(DiscreteCosin

4、eTransformation或DCF)和奇异值变换(SingularValueDecomposition或SVD)的数字水印算法。论文在总结前入研究的基础上，提出了一种结合Arnold交换置乱技术和基于DCT和SVD的数字水印算法。该算法充分利用了图像DCF变换后的抗压缩性和SVD变换的稳定性，以及置乱对水印的预处理具有分散各种攻击影响的优点。论文最后介绍了对数字图片的多种攻击方式，并给出了使用本文提出的数字水印算法在这些攻击之后提取的水印效果。迸一步与已经存在的水印算法比较，本文分析了此算法的优缺点。实验证明，这

5、种结合图像置乱技术的DCT-SVD数字水印算法对于JPEG压缩、中值滤波、添加高斯噪声、旋转剪切等图像处理具有一定的稳健性。关键词：数字水印、离散余弦变换、奇异值分解、Arnold图像置乱武汉理工大学硕士学位论文AbstractAsthecomputercommunicationtechnologyisrapidlydeveloping,thetransmissionofdigitalmultimediainformationbecomesmoreconvenient．Theintemethasbroughtalot

6、ofchancestothecommerce,scientificresearchandentertainmentviaSOmenewkindsofservice．suchaselectronicpublishing,electronicadvertisement，datawarehouse，di’gitallibrary,internetvideoandaudio，e-ot3mnlerce．Ontheotherhand,italsobringsUSanurgentandimportantproblemthathow

7、toprotectthecopyrightofmultimediadata．Thetechniquesofencryptionandscramblingc跹ensu托thesecurityoftheproducttosomeextent．However,theauthorizeddigitaIproductswillbeillegallycopiedandtransmittedoncetheyaredecrypted．Asanewtechnology,thedigitalwatermarkingmethodhasbe

8、enproposedtoavoidtortious．Itsessentialistoimplementtheinformationhidingbyutilizingtheimageprocessing．Thekeypointisembeddingthewatermarkintothehostimageandsimultaneouslymaint