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随着数字技术和因特网的发展,网络安全问题日益突出,计算机网络的主要特点是开放性与资源共享,而由此引发的问题也十分严重,如作品侵权、复制、篡改、传播变得更加方便。数字水印作为信息隐藏技术研究领域的重要分支,是实现版权保护的有效办法,如今已成为多媒体信息安全研究领域的一个热点。数字水印技术除了应具有信息隐藏技术的一般特点外,还应有其固有的特点和研究方法。水印这一秘密信息的嵌入,不影响原内容的价值和使用,不能被人的感知系统察觉,并且数字水印必须难以被清除和破坏。数字水印技术必须具有较强的透明性、安全性和鲁棒性。本文的研究工作主要包括以下几个方面:
(1)研究了数字水印系统基本理论的基础上,提出了多功能数字水印算法。设计了不同的水印算法,把不同性质的水印加入到原始图像,使得鲁棒性水印具有很好的鲁棒性,而脆弱性水印具有很好的脆弱性,从而实现了图像的版权保护和篡改提示。算法简单,易于实现,不但满足不可见性的要求,而且实现了盲检测。
(2)利用小波变换的良好的时间频率局部性,多尺度变换等优点,确定最优算法。在二维离散小波变换后的低频部分嵌入鲁棒水印,对低频部分分块后,选择最大值的最低一位嵌入,使得性能最优,而且可以提高不可见性的要求。
(3)设计了一个引入BCH纠错码技术的多功能数字水印方案。首先用BCH纠错码求出生成多项式g(x),由生成多项式g(x)再利用系统码的构造方法得到系统码的生成矩阵G和校验矩阵H,最后用原始水印位乘以生成矩阵G就得到了带有纠错编码的水印信息。经过研究,在鲁棒水印中引用纠错码后,使加入水印的多功能水印图像在经过恶意攻击后,对产生的错误像素有一定的纠错能力,从而增强了鲁棒水印的稳健性。
(4)把原始图像的二值化图像作为水印嵌入到原始图像中,使算法具有很强的抗攻击能力。用MATLAB编程实现了提出的多功能数字水印算法。实验结果表明,应用该方案,数字水印的鲁棒性和不可见性有了很大提高,而且对剪切、平移、旋转等各种几何攻击和常见的信号处理(如添加噪音和滤波)攻击具有很强的鲁棒性,即使嵌有水印的图像遭受攻击后受损很严重,鲁棒水印信息还是能够完好地提取出来。