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数字水印技术,由于其崭新的应用前景,已经受到学术界和工业界的广泛关注,成为了信息安全技术的前沿方向。
结合数字水印的应用背景和研究现状,本文重点研究了当前数字图像和视频水印中的两个重要问题,即如何嵌入鲁棒水印以及高容量的可逆水印,完成了以下几个方面的工作。
(1)为了提高水印的鲁棒性,提出了一种DC系数与扩频技术相结合的多比特水印算法。该算法把图像相关的水印信息经Gold序列扩频后,嵌入到图像的DC系数中,并通过Watson视觉模型自适应地调整水印的嵌入强度,最后利用Gold序列良好的相关性提取出水印。实验表明,嵌入的水印对常规信号处理攻击和几何攻击都具有很强的鲁棒性。
(2)为了提高水印的嵌入容量,并实现载体图像的可逆恢复,提出了一种小波系数扩展的高容量可逆数据隐藏方法。该方法利用二维整数小波变换得到图像中高频子带的冗余,通过LSB扩展技术,直接把信息隐藏在具有较大冗余度的小波系数中。利用阈值T自适应地调整,防止小波逆变换后图像灰度值的溢出,同时嵌入标志位,使得水印提取时能够区分隐藏信息的位置。最后通过多层递归嵌入,进一步提高了隐藏的容量。
(3)针对数字视频的版权保护,以及内容认证,提出了一种多级视频水印算法。该算法利用MPEG-4压缩技术和本文的图像水印技术,在视频编码I-VOF的DC系数中嵌入鲁棒水印,在P-VOP的运动矢量中隐藏脆弱的高容量水印。实验表明,该算法具有较好的鲁棒性和不可见性,而且易于实现。
最后,在研究的基础上,本文完成了一个数字水印演示系统。