基于dwt的数字水印技术算法研究-答辩ppt

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1、基于DWT的数字水印技术算法研究指导老师：罗三定教授答辩人：戴虎专业：计算机软件与理论论文整体结构引言(背景、意义等)相关水印算法分析本文水印算法的提出本文水印算法性能分析水印攻击的研究研究与展望引言课题背景1、计算机及网络的高速发展为数字作品的传播提供了便利的途径。2、同时又遇到了空前未有的作品版权保护难题目前存在的主要问题1)水印不可见性与鲁棒性之间的矛盾，若要隐藏更多的信息则不能满足不可见性，隐藏较少信息则不能满足鲁棒性。2)算法过于复杂，实现的难度加大。3)水印算法不能保证通用性，一种算法不能抵抗滤波、压缩、加噪、拉伸、锐化攻击。4)不能适应最新的图像和视频压缩标准5)水印

2、算法应该是非对称的、单向的、不可逆的本论文主要工作包括两个方面一、设计一种可以解决以上问题的数字水印算法二、研究分析目前的水印算法攻击现状，并对水印策略攻击进行深入研究，提出解决方案。相关数字水印算法分析典型数字水印算法LSBDCT域DWT域一、基于DWT及Logistic混沌系统的数字水印算法设计基本思路：（1）对水印图像进行预处理（2）采用伪随机数发生器生成混沌单向随机序列，以决定水印信息嵌入的位置；（3）对二层分解的中频和高频进行合适的分块；（4）选择正确的小波分解的频段来进行水印数据的嵌入（5）根据合适的公式和密钥嵌入水印信息一些难点问题:（1）如何解决水印算法的不可见性和

3、鲁棒性之间的矛盾；（2）采用何种伪随机数发生器来生成混沌单向随机序列，这涉及水印算法的安全性问题；（3）在小波域的哪一部分嵌入水印信息才能充分利用小波分解的优点；（4）如何在提高水印算法安全性的同时，保证水印算法的低复杂性。DWT分解示意图对一幅图像来说，小波变换构成了对它的多尺度时频分解LL最低频段滤波后的低尺度逼近HL水平方向高通、垂直方向低通滤波后细节信息LH水平方向低通、垂直方向高通滤波后细节信息HH水平方向和垂直方向都经高通滤波后细节信息LL2HL2HL1LH2HH2LH1HH1算法设计1、水印嵌入频段的选择策略鲁棒性评价=(低通滤波NC*0.2+中值滤波NC*0.4+噪

4、声NC*0.8+反色NC*0.2+缩放NC*0.6+锐化NC*0.4+剪切NC+JPEG压缩NC+增加亮度NC*0.6+划痕NC*0.8)/6，其中JPEG压缩NC=(NC10+NC20+NC40+NC60+NC80+NC100)/6在小波分解的第二层和第三层中频和高频系数嵌入水印信息，最大限度的利用了小波的多分辨率分解特性以及结合了低频和高频嵌入水印信息的优点水印图像的预处理方法Arnold置乱算法原始图像一次变换两次变换三次变换四次变换采用图像置乱的优点1)达到视觉上的置乱所需迭代很少，运算量相对其他置乱算法较小。2)将数字水印技术和密码学相结合，增加了水印信息的安全性。3)消

5、除了像素的空间相关性从而提高数字水印的鲁棒性，增强了水印的抗攻击的能力Arnold反变换的算法基于Logistic混沌系统的混沌单向随机序列的产生要求：（1）分布的均匀性，接近ｕ(0,1)分布，整体和局部分布都比较均匀；（2）统计上的独立性；（3）有足够长的周期。产生公式：满足ｕ(0,1)分布和独立性要求其周期远大于240，所以在本文的48*48大小的序列中，表现为混沌随机的均匀性检测从图中看，蓝色表示0，褐色表示1，各区间段的0、1分布都是比较均匀的综上：整体和局部都是平均的，周期相对无限大，随机性也通过了科学的检验，所以安全性可以得到很好的保证本文设计的水印算法特点如下：（1）

6、采用Logistic混沌系统产生随机的0、1序列来决定水印的嵌入位置，使得水印的算法为非对称的，保证了水印算法的安全性。（2）选择在小波分解的第二层和第三层中频和高频系数嵌入水印信息，最大限度的利用了小波的多分辨率分解特性以及结合了低频和高频嵌入水印信息的优点，很好的解决了不可见性和鲁棒性之间的矛盾。（3）在小波分解的第二层的中频和高频采用了分块重复嵌入水印信息的方法，增加了水印信息的嵌入量，提高了水印算法的鲁棒性。本文数字水印算法性能分析峰值信噪比（PeakSignaltoNoiseRatio）:相似度（NormalizedCross-Correlation）:（4-1）各种攻击

7、下的提取结果(f)是高斯低通滤波处理提取的水印图像，(g)是3×3中值滤波处理后提取的水印图像，(h)是加入椒盐噪声后提取的水印图像，(i)是将图像缩小50%再放大200%后提取的水印图像，(j)是锐化攻击之后，提取的水印图像剪切部分均为图像左上角各种压缩质量下，嵌入水印图像的PSNR及提取水印相似度与LSB的比较高斯低通滤波攻击后LSB提取的水印本文提取的水印空域数字水印算法，这种算法带来的问题就是嵌入的信息很脆弱，容易被一些图像处理手段如图像的缩放、平移等破坏水印