基于DCT-SVD的数字水印的理论和技术—一种基于DCT和SVD联合的数字水印算法研究

摘要

互联网的飞速发展极大地方便了人们从网络上获取多媒体数据，同时也给版权保护这一课题提出了新的挑战。数字水印技术是一种将版权信息嵌入到多媒体数据中的方法，已经应用于版权保护。对于一个具有使用价值的水印来说，应该具备两个特点：首先，应该能够保持原始载体数据的质量和水印的不可察觉性，其次，应该满足鲁棒性，能够抵御一些常见的图像处理和攻击。 本文首先综述了数字水印技术的基本概念和原理，介绍了一些典型的数字水印算法，然后根据离散余弦变换和奇异值分解的理论原理以及它们在数字水印领域中的应用优势，提出了一种新的基丁离散余弦变换和奇异值分解的数字水印算法。该算法先对整幅图像运用离散余弦变换，将离散余弦系数按照“之”字型的顺序绘制到四个象限中，这四个象限代表了从低到高的频率范围，并对每个象限运用奇异值分解方法，然后将水印进行离散余弦变换，用变换后的水印的奇异值来修改每个象限的奇异值。由于本文提出的算法采用了离散余弦变换和奇异值分解综合技术，利用了离散余弦变换有利于保证水印的不可见性，结合了图像奇异值在攻击下变化较小的性质，所以本文提出的算法可以提高水印的保密性和图像的稳健性，从而达到版权保护的目的。 论文最后提供了基于离散余弦变换和奇异值分解的数字水印算法的实验结果和相关分析数据，并将本算法与基于纯奇异值分解的算法进行了比较。笔者通过实验获取了充分的实验数据，实验结果表明，本文提出的算法是可行的，能很好的保持图像的质量，水印是不可见的；能抵抗大部分的攻击，水印具有较好的鲁棒性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1意义

1.2国内外的研究现状

1.3数字水印技术的主要应用领域

1.4本文主要研究内容和组织结构

第二章数字水印研究

2.1数字水印技术概述

2.1.1背景

2.1.2数字水印的分类

2.1.3数字水印的基本特性

2.2数字水印系统的一般模型

2.2.1数字水印的嵌入

2.2.2数字水印的提取和检测

2.3数字水印的典型算法

2.3.1空间域算法

2.3.2变换域算法

2.3.3 NEC算法

2.3.4直接序列扩频技术

2.3.5利用人类生理模型特性的数字水印算法

2.4数字水印攻击分析

第三章理论基础

3.1奇异值分解的理论分析

3.1.1奇异值分解的定义

3.1.2奇异值分解的性质

3.1.3数字图像的奇异值分解

3.2 DCT变换概述

3.2.1 DCT基本原理

3.2.2 DCT域的数学变换性质

3.2.3 DCT域矩阵系数特点

3.2.4 DCT在数字水印技术中的应用

第四章 一种基于DCT和SVD的数字水印算法

4.1图像数字水印的性能评价和基准

4.1.1影响水印稳健性的因素

4.1.2基于像素的视觉质量的定量描述

4.2算法分析

4.3一种基于离散余弦变换和奇异值分解的数字水印算法

4.3.1水印嵌入算法

4.3.2水印的提取方法

4.3.3实验结果仿真

4.4算法性能评估测试

4.4.1剪切测试

4.4.2图像旋转测试

4.4.3添加椒盐噪声测试

4.4.4中值滤波测试

4.4.5锐化测试

4.4.6均值滤波测试

4.4.7 JPEG有损压缩测试

4.5小结

第五章结论与展望

5.1本文工作总结

5.2今后进一步的研究工作

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文