基于盲源分离的鲁棒数字水印算法

论文摘要

随着通讯和网络技术的发展,越来越多的数字化信息分布于世界的每一个角落,在网络环境中实施有效的版权保护成为一个迫在眉睫的现实问题。为了保护数字媒体的知识产权,人们提出了一种新的技术手段——数字水印。鲁棒性问题是数字水印技术在应用中的一个核心问题,对水印鲁棒性的研究也是当前数字水印研究的主要方向。但是,究竟如何设计能抵抗各种攻击的水印算法,如何使嵌入到宿主中的数字水印很难被清除等问题,现在仍然没有很好的解决方案。目前出现的大多数鲁棒水印算法虽然可以抵御某些简单的水印攻击,但对同时施加的攻击却常常无能为力。本文提出一种基于盲源分离的鲁棒数字水印算法,可以有效地抵御常见的简单攻击和一部分组合攻击。该算法有三个主要环节:1)在嵌入水印时,首先对图像进行树状小波分解,在分解出的子图中嵌入多个数字水印副本;2)在提取水印时,依据密钥标识的位置分解出含有水印的子图,并结合密钥对子图进行盲源信号分离,获得多个受损的水印;3)在提取多个水印后,对水印图像进行聚类分析和图像融合,获得水印的最佳效果。由于单一的盲源分离方法在某些环境下有可能失效,本文结合多种盲源分离方法的特点对算法进行了改进,在水印提取的环节上,运用多种盲源分离方法进行水印的分离,避免了单一盲源分离失效的可能,提高了算法的鲁棒性。实验结果表明了本文提出算法的有效性,可以广泛应用于电子商务、电子政务、国防、国家安全、数字图书馆及版权保护领域。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 研究背景
• 1.3 国内外数字水印技术研究现状
• 1.4 主要研究内容和本文结构
• 1.5 本章小结
• 第2章 课题的理论基础
• 2.1 数字水印的原理、特征和分类
• 2.1.1 数字水印的定义
• 2.1.2 数字水印技术原理
• 2.1.3 数字水印系统的基本特征
• 2.1.4 数字水印的分类
• 2.2 数字水印的常用算法及模型
• 2.2.1 典型算法
• 2.2.2 鲁棒性数字水印模型
• 2.3 针对数字水印算法的攻击
• 2.4 增强水印鲁棒性的策略
• 2.5 图像数据融合
• 2.5.1 数据融合的定义
• 2.5.2 图像数据融合原理
• 2.5.3 图像融合系统的一般结构
• 2.5.4 常用的数据层图像融合方法
• 2.5.5 图像融合性能评价方法
• 2.6 本章小结
• 第3章 基于盲源分离的鲁棒数字水印算法
• 3.1 算法的基本框架
• 3.2 算法中的树状小波分解和HVS
• 3.3 算法中的盲源分离方法
• 3.4 算法中的图像融合方法
• 3.5 算法描述
• 3.5.1 水印嵌入
• 3.5.2 水印提取
• 3.5.3 水印融合
• 3.6 实验和分析
• 3.6.1 实验结果
• 3.6.2 分析和对比
• 3.7 本章小结
• 第4章 结合多种盲源分离方法的鲁棒水印算法
• 4.1 常见盲源分离方法
• 4.2 盲源分离方法失效分析
• 4.3 结合多种盲源分离方法提高算法鲁棒性
• 4.4 水印提取过程的改进
• 4.5 实验和分析
• 4.6 本章小结
• 结束语与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的论文及科研项目情况