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随着计算机网络和多媒体技术的发展,多媒体数据(如图像、声音、视频)逐渐成为人们获取信息的重要来源。因而,如何保护多媒体信息的安全成为国际上研究的热门课题。信息安全中采取的传统加密技术因仅能控制信息的传播过程,而对于解码后的多媒体数据却难以控制,所以无法阻止盗版者的非法拷贝和传播。作为解决上述问题的一种有效途径,数字水印技术应运而生。数字水印技术是将一些特殊信息嵌入到被保护的作品中,来证实数据的所有权和完整性,以此来控制对数字作品的盗版和篡改。数字水印技术作为传统加密技术的补充,在多媒体信息的版权保护与完整性认证方面得到广泛的研究和应用。
本文在对国内外有关数字水印技术作全面了解基础之上,重点探讨了图像数字水印的鲁棒性技术。分析了数字水印的特点和影响鲁棒性的因素,对于静态图像文件,给出了两种基于变换域的数字水印方案:
对于鲁棒性图像数字水印来说,抵抗几何攻击是它的重点。根据离散傅立叶变换(DFT)的不变性,采用DFY技术的数字水印可以有效地抵御几何攻击,本文给出了一种基于模板匹配的DFT图像数字水印方案。该技术向图像中嵌入模板水印,模板水印用来检测图像所经历的几何变换。通过进行模板水印搜索,测量出图像所经历的几何变换,之后再提取水印信息。该方法增强了图像抵抗旋转、尺度变换等操作的能力;并结合实验,对此类算法的效果进行了验证。
在图像处理操作过程中,有损压缩对数字水印的生存打击较大,故数字水印在嵌入和提取过程中必须利用各种有损压缩的特点来寻求最大的鲁棒性。当前最新的图像压缩标准-JPEG(Joint Photographic Expert Group)2000采用了小波变换,与其他变换相比,基于小波变换的图像水印方法具有很多好的、适合于图像水印的特性。据此,本文给出了一种基于位替换的离散小波变换(DWT)域水印嵌入算法,算法以具有特殊意义的二值图像作为水印信息并作预处理,采用了图像置乱、DWT和位替换相结合的技术;最后针对该水印算法进行各种模拟攻击性测试,证明该方案能够经受住JPEG压缩等常见的图像处理,在版权保护方面,具有很好的实用性。