1 图像空域易损水印研究及其实现

本文首先介绍数字水印基本概念、基本原理、通用框架、特性、分类、数字水印典型算法、水印攻击方法及其应用、水印系统性能评估与测试,并对前人工作进行分类、综合。然后提出一种空域自适应图像认证易损水印技术,算法先将原宿主图像转换为一维Hilbert序列,然后利用混沌序列在原图像Hilbert序列中伪随机选取一块,通过不同强度地调整块中选定的水印嵌入位置象素与其所在块均值之间的大小关系,以嵌入水印信号。而且在充分考虑数字图像的空间局部相关性与人类视觉系统（HVS）屏蔽特性的基础上,给出一种定量的可感知噪声阈值JND计算方法,从而印自适应嵌入,进一步增强了水印失真标示能力。

最后对本文提出算法进行水印透明性与失真标能能力实验,并给出实验结果与将来工作展望。

关键词：信息安全,数字图象加密,信息隐藏易损水印,公钥系统多媒体认证

目录

论文摘要. 1

ABSTRACT 2

1.7 数字水印算法设计中需要考虑的因素. 15

1.8 数字水印攻击分析. 15

1.9 数字水印系统性能评估与基准测试. 16

1.9.1 影响性能的因素. 17

1.9.2 视觉质量的定量描述. 17

1.9.2.1 基于象素的度量方法. 17

1.9.2.2 可见性质量度量. 18

1.9.2.3 主观性质量度量方法. 19

1.9.3 性能评估中所使用的攻击方法. 19

1.9.4 性能评估与描述. 19

1.9.5 基准测试图库和基准测试软件. 20

1.9.6 性能评价和基准测试的一般步骤. 20

2 易损水印. 21

1.1 易损数字水印算法的特点. 21

1.2易损水印与鲁棒水印的差别. 22

3图像空域易损认证水印技术. 23

致谢. 2

参考文献. 3

附录. 4

2 1 数字水印技术概况

2.1 1.1 背景

当前,计算机和互联网的飞速发展在许多方面改变了人们的生活。人们的很多生产的成果都以数字的形式存储和传输。基于计算机和网络的多媒体数字作品的使用、传播提供了极为便利的途径,多媒体信息的交流达到了前所未有的深度和广度,其发布形式愈加丰富了。人们可以通过Internet网发布自己的作品,传递重要信息,进行网络贸易等。但是与此同时其暴露出的安全问题也越来越严重：数字作品极易被非法拷贝和复制,使得很多版权所有者不愿意轻易公开其作品,这在相当程度上阻碍了其自身发展。目前,盗版已成为数字化产业最大的威胁。数字产品的版权保护问题迫在眉睫,如何既充分利用Internet网的便利,又能有效地保护知识产权,已受到人们的高度重视。

仅靠密码学已不能很好地解决这一问题。因为虽然经过加密后只有被授权持有解密密钥的人才可以存取数据,但是经加密后的数据变得“杂乱无章”,这样就无法向别人展示自己的作品,同时也容易引起攻击者的怀疑；而且数据一旦被解开,就完全置于解密人的控制之下,原创作者或版权所有者没办法追踪复制或二次传播。在这种情况下,数字水印技术作为一种解决数字产品版权问题的有效手段得到了广泛关注,引起众多不同背景的研究人员的兴趣,并逐渐成为了当今国际IT学术界的一个研究热点。

2.2 1.2 数字水印发展历史

图1.1 字母组合图
TGE RG
大约700年前,在手工造纸技术中出现了纸张上的水印,直到现在,仍有许多国家（包括我国）仍然发行带有水印的纸币来防止伪造。图1.1中的字母组合图TGE RG是在剑桥地区发现的最早的水印之一（公元1550）,印自[11]。那时的水印主要用于识别生产纸张的工厂,作为保证纸张质量的一种手段。

纸张上的水印与数字水印之间的相似性是很明显的；在银行票据或邮票上的纸上水印,激发了“水印”这一术语在数字产品环境中的首次使用。最早关注数字图像水印的文献是Tanaka等人于1990年发表的一篇名为“Embedding Secret Information into a Dithered Multilevel Image”的文章^[13]。但自从1993年Tirkel发表的一篇“Electronic Watermark”^[14]和随后发表的一篇“A Digital Watermark”^[15]之后,人们才真正