论文题目: 小波域信息隐藏及图像去噪方法的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 通信与信息系统
作者: 易翔
导师: 王蔚然
关键词: 小波变换,信息隐藏,图像去噪,数字水印,信息安全,图像处理
文献来源: 电子科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 互联网络和信息科学的飞速发展，为信息的传输和处理带来了极大方便。在信息安全、信息战及数字媒体版权保护等需求的推动下，信息隐藏技术引起了极大关注，迅速成为国际上的研究热点。尤其在当今国际大环境下，如何构建安全可靠的信息传输系统已经成为信息时代保密通信所面对的重要问题。另外小波分析理论和小波系数统计建模在信号与信息处理领域中的应用，越来越受到人们的重视。如何利用小波系数统计模型提取图像特征信息是十分重要的课题。该课题的研究将有助于图像去噪和信息隐藏算法的设计。 本文在分析和总结小波变换、图像处理、信道编码和已有信息隐藏技术的基础上，针对信息隐藏和图像去噪的应用进行了深入细致地研究。主要的创新性工作包括： 1) 设计了一种图像多签名数字水印方法。方法利用小波变换多分辩特性和人眼视觉特征，将不同强度的多个签名水印扩频到彩色图像不同色块的小波域，然后进行小波逆变换生成水印图像。在保证很好的透明性的前提下，多个有意义的签名水印能提供更可靠的版权识别和证明，并且多签名水印相互配合可以实现水印算法的全面强鲁棒性。当彩色图像转化为灰度图像后仍能从中提取出水印信息。 2) 提出了一种盲数字水印算法。方法利用整数量化函数的特点实现了小波域中有意义水印的嵌入和提取。水印的提取不需要原始载体信号的参与，使其具有很好的实用价值。 3) 提出了一种新的基于混沌耦合映象格子的安全信息隐藏算法。方法利用混沌耦合映象格子的高维时空混沌和初值极端敏感的特性，生成超混沌复合序列，该序列具有很好的伪随机性和安全性。待嵌入的秘密信息经超混沌复合序列伪噪声调制后再嵌入到载体信号的小波域中，可以获得极强的安全性。 4) 提出了一个基于多向量基的量化索引调制的大容量盲信息隐藏算法(MV-QIM)。方法在多个正交向量张成的正交子空间中嵌入多个bits的信息，并且多个信息的嵌入不会相互干扰。同传统的扩展量化索引调制算法(ST-QIM)相比，MV-QIM取得更好的嵌入容量。算法在保证大容量信息嵌入的同时，在隐藏系统的嵌入容量和鲁棒性之间寻求了一种平衡。
论文目录:
第一章 引言
1.1 信息隐藏技术概述
1.1.1 信息隐藏的基本概念
1.1.2 信息隐藏的背景
1.1.3 信息隐藏的分类
1.1.4 信息隐藏的研究状况
1.2 现有信息隐藏技术的对比和分析
1.2.1 空间域和变换域信息隐藏技术
1.2.2 信息嵌入技术
1.3 论文的研究内容、组织结构和贡献
1.3.1 论文研究的问题
1.3.2 论文的主要贡献
1.3.3 论文的组织结构和内容安排
第二章 小波变换和信息隐藏基本理论研究
2.1 小波变换
2.1.1 连续小波变换
2.1.2 离散小波变换
2.1.3 多分辨分析
2.1.4 正交小波变换
2.1.5 小波变换及系数统计模型的研究现状
2.2 信息隐藏基本框架
2.2.1 重要概念和术语
2.2.2 基于通信系统的信息隐藏模型
2.2.3 系统性能评估
2.2.4 小波域信息隐藏框架
第三章 图像数字水印算法的研究
3.1 引言
3.2 多签名数字水印算法
3.2.1 多签名水印数字水印系统结构
3.2.2 二值签名图像预处理
3.2.3 水印嵌入和提取算法设计
3.2.4 在灰度图像中提取水印
3.2.5 实验结果
3.2.6 实验结果分析
3.2.7 结论
3.3 基于整数量化的盲数字水印算法
3.3.1 盲数字水印算法的设计
3.3.2 实验结果
3.3.3 实验结果分析
3.3.4 结论
3.4 本章小结
第四章 安全性的信息隐藏系统设计
4.1 背景介绍
4.2 信息隐藏中序列密码体制的研究
4.2.1 引言
4.2.2 序列密码体制
4.2.3 信息隐藏的最佳信号形式
4.2.4 序列密码安全性的要求
4.2.5 序列密码随机性的要求和Golomb随机性概念
4.2.6 m序列特点分析
4.3 混沌映射模型及其在信息隐藏中的应用
4.3.1 混沌的本质
4.3.2 混沌的特性及其在信息隐藏应用中的优势
4.3.3 混沌映射的选择标准
4.4 混沌序列设计
4.4.1 二值混沌序列的生成方法
4.4.2 混沌序列的统计特性分析
4.5 基于混沌耦合映象格子的安全序列密码设计
4.5.1 存在的问题
4.5.2 耦合映象格子(CML)
4.5.3 超混沌复合序列
4.5.4 超混沌复合序列的随机性能测试
4.5.5 序列初值敏感性、密钥空间、线性复杂度及安全性的探讨
4.6 基于超混沌复合序列的安全数字水印方案
4.6.1 水印算法描述
4.6.2 实验结果
4.6.3 结论
4.7 本章小结
第五章 大容量盲信息隐藏系统的设计
5.1 引言
5.2 现有技术分析
5.2.1 基于扩频思想的盲信息隐藏算法的缺陷
5.2.2 盲信息隐藏的信道模型和量化索引调制(QIM)技术分析
5.2.3 扩展QIM技术分析
5.3 基于多向量基QIM的大容量盲信息隐藏系统设计
5.3.1 引言
5.3.2 小波域MV-QIM嵌入和提取算法设计
5.3.3 MV-QIM算法分析
5.4 小波域MV-QIM系统实现
5.4.1 量化间距的最佳选择
5.4.2 正交向量的构造
5.4.3 小波域MV-QIM算法的预处理
5.4.4 小波域MV-QIM图像信息隐藏的实现步骤
5.5 大容量MV-QIM算法数值仿真实验
5.5.1 实验描述
5.5.2 实验结果
5.5.3 结论
5.6 本章小结
第六章 鲁棒性信息隐藏系统的设计
6.1 引言
6.2 QIM算法进一步分析
6.2.1 QIM回顾
6.2.2 QIM的鲁棒性
6.2.3 QIM的透明性
6.3 优化嵌入(OPTIMUM EMBEDDING)方法设计
6.3.1 问题的提出
6.3.2 优化嵌入(OE)方法概述
6.3.3 调整函数在优化嵌入中的应用
6.3.4 调整函数(收缩函数)的参数优化
6.3.5 参数固定的收缩函数在优化嵌入中的应用
6.3.6 其他的调整函数形式
6.4 信息隐藏系统的优化嵌入策略
6.4.1 优化嵌入各个算法的性能分析
6.4.2 基于MV-QIM的优化嵌入算法的性能分析
6.4.3 优化嵌入策略
6.5 优化嵌入的数值仿真实验
6.5.1 噪声攻击实验
6.5.2 小波域图像信息隐藏的有损压缩攻击实验
6.5.3 结论
6.6 基于小波系数统计模型的鲁棒性信息隐藏系统设计
6.6.1 嵌入容量极限公式的进一步分析
6.6.2 基于小波域模型的鲁棒性信息隐藏
6.6.3 实验结果讨论
6.6.4 载体信号可嵌入信息容量的估计
6.7 本章小结
第七章 图像隐蔽通信系统设计与实现
7.1 盲信息隐藏系统设计框图
7.2 图像隐蔽通信系统设计
7.2.1 图像隐蔽通信系统要求
7.2.2 隐蔽通信系统仿真结果
7.3 结论
第八章 小波域统计混合模型的图像降噪方法设计
8.1 引言
8.2 现有方法分析
8.3 小波域模型(WDM)
8.3.1 模型的标准
8.3.2 尺度间模型(Interscale Model)
8.3.3 基于尺度间模型的系数分类
8.3.4 尺度内模型(Intrascale Model)
8.4 混合模型的参数估计
8.5 图像去噪算法步骤
8.6 复数小波变换的混合统计模型
8.6.1 离散小波变换在去噪应用中的不足
8.6.2 复数小波变换(CWT)
8.6.3 复数小波域混合模型去噪
8.7 数值仿真实验
8.7.1 实验结果
8.7.2 结论
8.8 本章小结
第九章 总结与展望
9.1 论文总结
9.2 未来研究展望
参考文献
致谢
作者简历、攻读博士期间发表或完成的论文
发布时间: 2006-11-28
参考文献
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