用于提高篡改检测精度的半脆弱性数字水印技术研究

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随着数字媒体技术的发展和计算机网络的普及,数字媒体信息的交流和传输变得越来越容易。但是,有许多问题随着这种便利而产生,例如数字媒体信息被任意拷贝、恶意篡改、甚至伪造。这样一来,如何有效地对数字媒体信息进行版权认证和对被恶意篡改的数字媒体信息进行检测,成为了当前研究的热点问题。数字水印技术便在此情况下发展起来了。目前,数字水印是数字媒体版权保护的代名词。本文对数字水印的分类及特点做了介绍和说明,并重点对半脆弱水印的特点、理论框架以及算法做了深入研究。本文主要的工作如下:
　　(1)本文首先分析并且验证了 Hu矩的半脆弱特性。通过观察图像在经历恶意篡改与非恶意篡改前后Hu矩的变化情况,发现了Hu矩对恶意篡改的脆弱性,对非恶意篡改的鲁棒性。在此基础上,利用图像被篡改前后Hu矩的差值变化以及差值的均方差,提出了一种可以对图像进行篡改认证的方法。实验证明:篡改认证的准确度可以达到90％以上。其次,通过研究WBCT变换域中的系数发现:不同方向的二级高频子带系数的大小关系满足半脆弱性。利用这种关系,设计了一种半脆弱性水印算法,算法通过系数调制,实现了水印的嵌入与提取。最后将本文提出的基于Hu矩的篡改认证方法与基于WBCT变换的半脆弱性水印算法结合使用,实现了对图像的篡改认证与检测功能。
　　(2)分析并且验证了:在进行篡改检测时,采用固定阈值设定的半脆弱性水印算法的缺陷。针对这种缺陷,提出了一种在JPEG2000压缩下,根据压缩比的大小来动态调节阈值以提高篡改检测精度的方法。然后,在研究了JPEG2000系数分布率的基础上,利用广义的Benford法则,提出了一种有效估算JPEG2000压缩比的算法,并通过实验验证了算法的估算精度高达95％以上。仿真实验结果表明,通过调节JPEG2000压缩比与阈值的关系,使篡改检测的精度大大提高。
　　(3)为了将本文提出的理论创新与实际应用相结合,利用matlab与C++混合编程的方法,设计并实现了水印系统,进一步验证了算法的有效性。

著录项

作者
刘跃强;
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作者单位

电子科技大学;

展开▼
授予单位电子科技大学;
学科计算机应用技术
授予学位硕士
导师姓名罗光春;
年度 2014
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类算法理论;
关键词
篡改检测精度; 半脆弱水印; Hu矩; 检测功能;

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专利

1. 一种用于图像篡改定位的半脆弱数字水印算法 [J] . 潘伟 ,庞彦军 . 河北工程大学学报（自然科学版） . 2010,第001期
2. 一种用于图像认证的半脆弱性数字水印算法 [J] . 张亚莉 ,郭雷 ,杨诸胜 . 计算机应用研究 . 2005,第011期
3. 用于JPEG2000图像认证的半脆弱性数字水印算法 [J] . 张静 ,张春田 . 电子学报 . 2004,第001期
4. 用于图像认证的半脆弱性数字水印研究 [J] . 侯振华 ,陈生潭 . 电视技术 . 2003,第011期
5. 脆弱性数字水印在电子票据防篡改中的应用研究 [J] . 王国明 ,郑宗苗 ,侯整风 . 计算机应用与软件 . 2013,第010期
6. 高清实时视频流脆弱性数字水印技术研究 [C] . 耿晓宇 . 第25届飞行器测控学术年会 . 2010
7. 脆弱性及半脆弱性数字水印技术研究 [A] . 李睿 . 2005

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