基于混沌的多媒体信息隐藏技术研究

论文摘要

信息隐藏技术作为保护机密信息的一种新手段,越来越受到人们的重视,得到广泛的应用与研究。将标识产品的数字序列、文字、图像等信息隐藏于产品中,这就是数字水印技术,它是信息隐藏技术的一个重要分支,在知识产权保护领域有着广泛的应用。数字水印技术方案应用于版权保护中有很多的优点,但是如果设计过程中不考虑信息隐藏技术的基本特性,很容易被攻击者发现并删除破坏水印信息,从而不能实现版权的保护。如果这些带有安全隐患的数字水印技术方案应用到实际应用中,将会带来不可预计的损失。为了促进数字水印技术方案的不断发展和完善,本文通过对数字水印技术特性的分析和研究,运用混沌、分形理论和纠错编码机制,设计了两种数字水印技术方案,并对其安全性问题进行了深入的探讨。本文的主要工作以及创新点包括以下几个方面：(1)在载体图像的离散小波变换的基础上,设计了一种基于离散小波变换的数字水印技术方案。运用混沌映射将水印信息进行置乱处理,利用线性分组码对置乱的水印信息进行编码,实现纠错的功能。并从不可感知性、鲁棒性、容量、安全性四个角度对该数字水印方案进行了评估。实验结果证明,与其他数字水印方案相比,该方案在保证不可感知性的条件下,具有很高的鲁棒性和安全性,而且能够隐藏的信息量也很大。(2)运用相邻图像的分形维数在受到噪声等干扰后的关系不变特性,设计一种基于分形维数的数字水印技术方案。并采用分块机制,利用相邻图像块的分形维数关系进行信息的隐藏。为了提高该数字水印方案的鲁棒性,使用了汉明码对水印信息进行编码。理论分析和实验结果表明,该方法能够有效的抵抗各种攻击,具有较高的鲁棒性。但是隐藏的信息量受到块大小的限制。上述方案以及实验结果证明,运用混沌学和纠错编码机制对于设计高效而且安全的数字水印技术方案是有效的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 信息隐藏技术概述
• 1.3 信息隐藏技术的特点
• 1.4 论文内容安排
• 第2章 数字水印技术
• 2.1 数字水印技术的发展
• 2.2 数字水印技术的基本框架
• 2.2.1 水印信息的生成
• 2.2.2 水印的嵌入
• 2.2.3 水印的提取和检验
• 2.3 数字水印的评价指标
• 2.3.1 水印的不可感知性
• 2.3.2 水印的鲁棒性
• 2.3.3 水印的安全性
• 2.3.4 水印的容量
• 2.4 数字水印攻击技术
• 2.5 数字水印技术的应用
• 2.6 典型的图像数字水印算法
• 2.6.1 空间域算法
• 2.6.2 变换域算法
• 2.7 本章小结
• 第3章 混沌理论及其应用
• 3.1 混沌的发展与定义
• 3.2 混沌的特征
• 3.3 典型的混沌系统
• 3.3.1 Logistic映射
• 3.3.2 Lorenz方程
• 3.3.3 Cat映射
• 3.4 混沌序列在数字水印技术中的应用
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于离散小波变换的数字水印方案
• 4.1 离散小波变换概述
• 4.2 （24,12）格雷码
• 4.3 数字水印技术方案设计
• 4.3.1 水印信息嵌入过程
• 4.3.2 水印提取过程
• 4.4 实验结果与对比
• 4.4.1 不可感知性
• 4.4.2 鲁棒性检测
• 4.4.3 容量检测
• 4.5 本章小结
• 第5章 基于分形维数的数字水印技术方案
• 5.1 分形维数的计算方法
• 5.2 汉明码
• 5.3 数字水印技术方案设计
• 5.3.1 水印信息的嵌入过程
• 5.3.2 水印信息的提取过程
• 5.4 实验结果与分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 总结及展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 在校期间发表的论文及参与项目