基于小波转换的快速JND算法设计与实现

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1、国内图书分类号：TP37工学硕士学位论文基于小波转换的快速JND算法设计与实现硕士研究生：导师：申请学位级别：学科、专业：所在单位：答辩日期：授予学位单位：刘志伟刘胜辉工学硕士计算机系统结构计算机科学与技术学院2013年3月哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TP37DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDesignofaFastJNDAlgorithmBasedonDiscrete晰lveletTransformandItsCandidateoSupervisor：Implemen

2、tationLiuZhiweiLiuShenghuiAcademicDegreeAppfiedfor：MasterofEngineeringSpecialty：一_ComputerSystemOrganizationDateofOralExamination：March，2013University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于小波转换的快速,．TND算法设计与实现》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学

3、位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人己发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。、、h．J作者签名：奂1I专、影P日期：2。f净3月2。日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《基于小波转换的快速JND算法设计与实现》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其他单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意

4、学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密广]，在年解密后适用授权书。不保密l刁。(请在以上相应方框内打√)作者始划，芝、净嗍2p／3年3月2口日导师签名：刮彬群日期：2。f弓年3月20日哈尔滨理I：人学T学坝Ij学位论文基于小波转换的快速JND算法设计与实现摘要数字浮水印的出现使原创图像、音视频等信息的保护更加便捷。基于人类视觉系统(HVS)的浮水印既能满足浮水印强健度的需求，又能保证优秀的图像质量，因此被广

5、泛应用。恰可察觉失真度(JND)是基于HVS的典型浮水印强度计算方法。由于其在时域上的计算量巨大，目前多用于计算机而非嵌入式设备。本文使用Matlab等工具对传统时域JND进行算法仿真，并利用Haar离散小波变换的物理意义对时域上的JND进行近似运算，得到了适合于硬件描述语言实现快速的新JND算法，再以得到的JND结果作为量化误差，利用量化索引调带IJ(QIM)方式将浮水印嵌入到位图中，以获得带有加密信息的图像。在对本文的算法进行仿真与分析后，对其进行优化使其PSNR与JND的传统算法相比误差在4％以内。为了进一步提高本文算法的运算速度，设

6、计了一种五级流水线结构的JND运算电路，使其关键路径长度由一个平方根电路、七个加法器和两个个乘法器延迟总和缩减到三分之一平方根电路的延迟。为了对本文算法进行功能与时序的验证，使用硬件描述语言Verilog进行建模，并搭建了FPGA的SOPC系统。在AlteraEP2C35FPGA上，处理图像位宽为8比特的256灰阶像素，电路共使用了1460个逻辑单元和330个寄存器。系统在120MHz的时钟下运行稳定。与无流水的JND运算电路相比，本文提出的算法在相同FPGA上的运算速度提高了75％。关键词数字浮水印；恰可察觉失真度；小波转换：现场可编程门

7、阵列哈尔滨理1：人学T学硕I：学位论文DesignofaFastJNDAlgorithmBasedonDiscreteveletTransformandItsImplementationAbstractTheimprovementofdigitalwatermarkingtechnologymakesitmoreconvenienttoprotecttheoriginalmultimediainformation．Thewatermarkbasedonhumanvisionsystemiswidelyusedsinceitcanbotllg

8、uaranteearobustwatermarkandkeepsagoodqualityofthewatermarkedimages．JustNoticeableDistorti