高容量可逆數(shù)字水印方案的研究.pdf

1、數(shù)字水印技術(shù)是指利用人類視覺系統(tǒng)(HVS)和人類聽覺系統(tǒng)(HAS)的特性，用信號處理的方法在數(shù)字化的多媒體數(shù)據(jù)中嵌入隱蔽的標(biāo)記，這種標(biāo)記通常是不可見的，只有通過專用的檢測器或閱讀器才能提取。它在數(shù)字媒體的版權(quán)保護、網(wǎng)絡(luò)信息的秘密通信以及數(shù)據(jù)隱藏等方面，有著非常重要的應(yīng)用。 然而某些特殊的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)D像的完整性、真實性要求比較高，甚至不允許由于嵌入水印而帶來的失真。為了滿足這種需求，無損數(shù)字水印應(yīng)運而生。無損數(shù)字水印也叫可逆數(shù)字水

2、印，就是在保證不影響多媒體可用性的前提下，將水印嵌入到多媒體數(shù)據(jù)中；當(dāng)內(nèi)容受到懷疑時，可將該水印提出以用于多媒體內(nèi)容的真?zhèn)舞b別，并且能夠通過提取算法恢復(fù)出完整的原始圖像。在過去幾年里，可逆數(shù)字水印正受到越來越多的關(guān)注。 本文首先介紹了數(shù)字水印的背景、相關(guān)領(lǐng)域、數(shù)學(xué)模型、分類及典型算法、性能指標(biāo)、研究方向、研究動態(tài)以及研究中存在的問題，然后重點圍繞高容量可逆數(shù)字水印進(jìn)行研究，取得了一些有價值的研究成果。 本文主要成果性工作

3、包括： (1)提出了一種基于混合整數(shù)變換的高容量可逆數(shù)字水印算法。該算法首先將圖像分割成3×3的小塊，從第一個圖像塊開始進(jìn)行9像素的整數(shù)變換，然后應(yīng)用壓擴算法減小差值，并采用擴差法嵌入水印。引入壓擴算法極大地增加了可擴的圖像塊的數(shù)目。對于不可擴的3×3像素塊，算法進(jìn)一步將其分割為3×1的圖像塊，應(yīng)用3像素的整數(shù)變換，同樣采用壓擴算法和擴差法嵌入水印。混合嵌入方案和壓擴算法的引入能夠獲得更易壓縮的位置圖，從而最大限度地提高了水印的

4、容量。本算法一次嵌入的極限容量為8/9bpp。實驗結(jié)果表明，本算法的透明性好，容量高。圖像越平滑，其一次嵌入的容量越接近極限容量。 (2)提出了一種基于多尺度與縮差法的高容量可逆數(shù)字水印方案。利用像素對和值的不變性，對每個像素對采用縮差法嵌入水印。由于每個像素重復(fù)利用了一次，故極大地提高了一次嵌入的容量。而按照從大尺度到小尺度的優(yōu)先級嵌入水印，使得標(biāo)記不同尺度的像素塊的位置圖可以被很好地壓縮，故壓縮后的位置圖只消耗了很少的一部分