基于纠错编码的数字水印研究

来源 :中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:tao1624
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随着计算机技术的日益发展,电子商务已经成为当今商务的一种新型模式,并在各种商务交流中占据的比例越来越大,俨然已经成为当今社会的主流。这得益于它的方便、快捷、高效。它使得我们的办公可以实现无纸化,无污染。有了电子商务就不必去搬动那一叠叠厚重的书籍和纸张;还可以解决因地理位置不便造成的商务活动无法进行等问题。比如现在的电视会议非常的普遍,因为它的电子化传输和处理大大的提高了商务活动的效率。因此这种既节省人力和物力,又高效快捷的商务形式越来越受到人们的重视。   从目前的状况看,各种编辑技术的发展已趋近成熟,电子公文的编辑、修改等已经不存在任何问题;但是各种编辑技术提供的复制、编辑、修改等功能使得电子公文的可复制、易篡改等特性越来越显著。如何保障电子公文的合法性、唯一性、防非法复制、篡改等问题成为电子商务中亟待需要解决的问题。   传统的密码学并不能很好的解决版权问题。因为经过加密后的版权作品只能由持有解密密钥的人才能取得,所以这样无论多么好的作品也不能向外人展示;而且加密的数据一旦被人们解密,那么这件作品就完全受控于解密人,即使是原创作者也无法取回或者拿出证据来确认作品的所有权。基于以上原因,数字水印技术应运而生。   数字水印技术是指在数据化的内容中嵌入作者或者版权所有者的标记,并且不被人们的视觉或者听觉识别,来达到保护版权所有的目的。被嵌入的标记可以是文字、图像、印章、声音或者其他具有标记性数据,这些标记通常是人们的视觉或听觉无法识别的,只能通过特殊的提取或者检测方法来进行识别。水印与载体(即需要保护的数据化内容)紧密结合在一起,成为数据中不可分割的一部分,即使取得密钥也无法进行复制或者去除水印,很好的保护了版权所有者的权力。   数字水印技术得到了学术界人士的广泛重视,虽然从第一篇水印文章问世到现在只有不到二十年的时间,但是有关水印的研究论文已经不计其数。在多次信息隐藏领域的国际研讨会上,都开辟了新的专题来对数字水印进行了研究讨论。不仅如此,很多家公司更是将理论知识转化为产品进行广泛应用,并与我们的生活息息相关。例如:各种产品的条形码,各种产品的防伪标识等都含有水印信息。更为人们认知的火车票的识别码就是二维水印信息组成。由此可见,水印产品已经处处可见。   现在很多人研究在图像中加入各种水印信息,并使用各种加密算法进行加密,实现双层防护,以达到信息的隐蔽性,强抗干扰性,防止伪造、篡改等问题。但是依旧有很多的漏洞。本课题主要研究图像水印的嵌入问题。在传统的水印进行加密技术的基础上,将在空域进行嵌入的水印转化为在频域进行嵌入,并使用特有的纠错编码技术,使水印更加隐蔽、安全,并且在提取时能自动纠正传输过程中造成的错误,或者人为攻击造成的各种失真,使提取的水印具有更高的可识别性、确定性。   本文首先将水印信息进行置乱,使其变换为不可识别图像,进行第一步加密。置乱方法比较多,幻方、Hilbert曲线、生命游戏、Gray码变换等,但这些算法均为非周期性。周期性的置乱方法有人们探讨得较多的Arnold变换,因为它直观、简单、有周期性,这在应用时非常方便。其次利用纠错编码技术,将水印信息编码,为提取时纠错做准备。然后将处理好的水印嵌入到分为大小合适的、进行了DCT变换的载体图像中。最后将含水印图像进行DCT反变换得到处理好的水印图像。在视觉上,含水印图像与载体图像基本完全相同,通过提取验证,可以完整的将水印信息提取出来。即使含水印图像遭受高斯噪声、椒盐噪声、模糊滤波、高斯低通滤波等各种攻击,提取的水印信息依旧可以很好的被识别出来。
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