基于DWT-SVD的数字图像水印算法研究

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要为了解决互联网上多媒体信息安全的问题，数字水印技术应运而生并得到了广泛关注，目前已成为国际学术界的一个研究热点。目前，大多数鲁棒图像水印所面临的最大问题就是几何失真，而现有水印技术大都难以抵抗几何变换类攻击，如旋转、尺度变换等。本文将奇异值对几何失真的鲁棒性与离散小波变换对一般攻击的鲁棒性有机结合，提出了一种基于离散小波变换和奇异值分解的自适应数字图像水印算法。论文首先对数字水印技术的研究现状、基本概念、应用领域、通用模型、典型算法、性能评价等进行了综述；简要介绍了用于数字图像水印技术的Arnold置乱技术、离散小波变换(DWr)、奇异值分解

2、(SVD)、人类视觉系统(HvS)等理论。然后，论文利用人类视觉系统特点给出了用于本文算法的水印嵌入强度计算公式；并根据奇异值分解的代数性质，证明了采用本文算法嵌入水印后’的图像在受到转置、镜像、旋转等几何失真后，其奇异值是不变的。最后，论文提出了一种基于离散小波变换和奇异值分解的自适应数字图像水印算法。所提出的算法先对原始图像进行1级离散小波变换，然后对得到的4个子带(LL、HL、LH、HH)以及用Arnold置乱后的水印图像进行奇异值分解，利用人类视觉系统(HSV)特性自适应地调整水印嵌入强度，将水印的奇异值加入到原始图像4个子带的奇异值上。仿真实验结果表明，本文提出的算法具有

3、一定的鲁棒性，能抵抗常见的无意攻击和一般的几何攻击。同时，人类视觉系统模型的应用保证了水印的隐蔽性。关键词：数字水印、Arnold置乱、离散小波变换、奇异值分解、人类视觉系统西南交通大学硕士研究生学位论文第lI页AbstractInordertosolvethesecurityproblemsofthemultimediainformationonInternet,thedigitalwatermarktechnologyhasgainedextensiveconcernsinceit’Sarisenandithasalreadybecomearesearchinghotspoto

4、finternationalacademiaatpresent．Geometricattacksarethechallengingproblemsthatmostrobustimagewatermarkingsystemsfacetoday．Anditisdifficultformostwatermarkingtechnologytoresistgeometricalattackssuchasrotationandscaling．Inthisthesis，anself-adaptivedigitalimagewatermarkingschemebasedonhybridDWT-SV

5、Ddomainisproposed．Themethodusesbo也thestabilityofdiscretewavelettransformagainstcommondistortionandthestabilityofsingularvaluedecompositionagainstgeometricdistortion．First,severalfundamentalissuesofwatermarkingaresummarized,includingactuality,basicconceptions，applications，models，classicalalgori

6、thmsandtheevaluationofitsperformance．Sometheorieswhich锄洽usedindigitalimagewatermarkingtechnology,includingArnoldscramble，dispersewavelettransform,singularvaluedecomposition,humanvisualsystem，areproposed．Then,theexpressionsthattellllshowtocomputethevalueofthewatermarkingstrengthisgave．Awatermar

7、kingalgorithmbasedonsingularvaluedecompositionisproposed，whichisrobusttocommongeometricdistortions．Lastly,allself-adaptivedigitalimagewatermarkingschemebasedonhybridDWT-SVDdomainisproposed．Afterdecomposingthehostimageintofoursubbands(LL