压缩感知在图像水印算法中的应用研究

发布时间：2017-07-16 21:34

  本文关键词：压缩感知在图像水印算法中的应用研究

  更多相关文章： 压缩感知 图像加密 可逆水印 图像认证 图像恢复

【摘要】：随着多媒体技术的不断进步,网络传输多媒体资源也越来越多,网络的传输增大了多媒体资源被恶意篡改的几率。数字图像以生动形象的表现形式在人们日常生活中的使用越来越频繁,因此如何保护数字图像的安全是一个亟需解决的问题。可逆图像认证依靠可逆水印的嵌入方式,既能有效地检测数据的完整性,同时还可以进行篡改定位与恢复,可以在医学、法律等对图像质量要求高的领域中进行应用。密文域水印是一个比较新的领域,可以在保证图像内容隐私性的基础上对数据进行操作和管理,所以在未来信息化、网络化的大环境中的应用前景非常广阔。而压缩感知技术在稀疏信号上打破了奈奎斯特采样定理的束缚,在网络带宽有限、数据传输量日益增多的网络环境下,将压缩感知技术应用到数字图像水印算法中具有十分重要的研究意义。本文的工作内容主要有以下三方面:①对现有的可逆水印、密文域水印和压缩感知算法进行了深入的研究,寻找将压缩感知与可逆水印或密文域水印的结合点;②提出了一种基于压缩感知的可逆图像认证算法,通过采用双水印的认证机制,实现了图像的可逆认证和篡改定位与恢复的需求。长、短水印均是由压缩感知生成,长水印以零水印的方式注册保存在知识产权数据库中,短水印以可逆水印方式嵌入到图像中,嵌入方式是本文提出的基于离散Haar小波变换系数直方图修正的可逆水印算法。实验结果和分析表明,本文的算法相比同类型的认证算法在不可感知性和认证效率上更优。③提出了一种基于压缩感知鲁棒可分离的密文域水印算法,通过Prewitt边缘检测算子将图像进行重要块和非重要块划分,重要块采用传统加密算法加密,非重要块用压缩感知技术进行加密并为水印嵌入者腾出空间。该算法在水印提取和图像解密与恢复这两个过程是相互独立,即是可分离的。实验结果和分析表明,该算法在嵌入容量上满足要求,同时在抵抗适度攻击时具有较好的鲁棒性和安全性。
【关键词】：压缩感知 图像加密 可逆水印 图像认证 图像恢复
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP309.7
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 研究的背景和课题意义8-9
• 1.2 研究现状9-11
• 1.2.1 可逆水印研究现状9
• 1.2.2 密文域水印研究现状9-10
• 1.2.3 压缩感知用于图像加密或水印的研究现状10-11
• 1.3 论文研究内容和结构安排11-13
• 1.3.1 研究内容11
• 1.3.2 结构安排11-13
• 2 压缩感知理论13-18
• 2.1 压缩感知理论框架原理13-15
• 2.2 压缩感知理论要点15-17
• 2.2.1 信号的稀疏表示15-16
• 2.2.2 压缩感知测量矩阵的设计16
• 2.2.3 压缩感知恢复算法16-17
• 2.3 本章小结17-18
• 3 数字水印技术基础18-24
• 3.1 可逆水印的基本概念18-19
• 3.2 密文域水印的基本概念19
• 3.3 数字水印算法的主要评价指标19-22
• 3.3.1 保真度评价/不可感知性20-21
• 3.3.2 水印嵌入容量评价21
• 3.3.3 水印提取错误率21-22
• 3.3.4 水印鲁棒性评价22
• 3.3.5 可逆水印算法评价22
• 3.4 本章小结22-24
• 4 基于压缩感知的可逆图像认证算法研究24-43
• 4.1 引言24
• 4.2 基于压缩感知的可逆图像认证算法框架24-25
• 4.3 算法描述25-32
• 4.3.1 感知Hash与长水印的生成25-27
• 4.3.2 可逆水印的嵌入方法27-31
• 4.3.3 提取水印与图像认证31-32
• 4.4 实验结果32-41
• 4.5 本章小结41-43
• 5 基于压缩感知鲁棒可分离的密文域水印算法研究43-61
• 5.1 引言43
• 5.2 基于压缩感知的密文域水印算法框架43-44
• 5.3 算法描述44-50
• 5.3.1 图像加密44-46
• 5.3.2 密文域水印嵌入46-47
• 5.3.3 图像解密和水印提取47-48
• 5.3.4 密文图像块的像素分布特性48-50
• 5.4 实验结果50-60
• 5.5 本章小结60-61
• 6 总结与展望61-63
• 6.1 全文总结61-62
• 6.2 展望62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-69
• 附录69
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录69
• B. 作者在攻读学位期间参加的科研项目目录69

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本文编号：550642