基于近似DCT变换的数字图像水印加速器的设计和实现
发布时间：2021-02-18 18:07
随着通信技术的发展,越来越多的信息在互联网上进行交互,如何保证信息安全、维护版权成为人们重点关注问题。数字图像水印嵌入技术是保护数字图像版权的重要方法,目前广泛应用于版权保护和来源认证中。在越来越大的信息交互量面前,云服务器需要传输处理的数字图片也越来越多,传统的软件数字图像水印嵌入处理很难达到实时处理的效果,而硬件处理的并行度更高,处理速度更快,更适于实现数字图像的实时处理。本文针对数字图像水印嵌入算法在硬件上的移植,提出了近似DCT变换算法。通过对原始DCT变换的简化,减少了算法的运算次数,并且用加/减法和移位操作代替了复杂的乘法运算。与原始4×4DCT变换相比,近似4×4DCT变换减少了100%的乘法次数和33%的加/减法次数。为了降低近似DCT变换对水印嵌入性能的影响,本文提出了相应的水印嵌入算法,从数值运算方面减少了近似运算所带来的数值模糊,提高了水印提取的精确度以及水印鲁棒性。基于以上提出的算法,本文设计了数字图像水印加速器的整体架构,包括输入数据缓存模块、近似DCT变换模块、水印嵌入模块、近似EDCT变换模块以及输出缓存模块。并在FPGA平台上实现了该加速器,结果显示数字...
【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 研究现状与发展趋势
1.2.1 数字水印技术研究现状
1.2.2 FPGA现状与发展趋势
1.3 论文工作和组织结构
第2章 相关背景技术介绍
2.1 数字图像水印技术
2.1.1 数字图像水印的分类
2.1.2 数字图像水印的特征
2.1.3 数字图像水印的基本框架
2.1.4 数字图像水印算法的性能评价
2.2 离散余弦变换
2.2.1 一维离散余弦变换
2.2.2 二维离散余弦变换
2.2.3 二维离散余弦变换分块算法
2.2.4 近似离散余弦变换
2.3 本章小结
第3章 数字图像非盲水印算法及Matlab仿真
3.1 基于近似DCT变换的数字图像非盲水印嵌入算法
3.1.1 数字水印的置乱处理
3.1.2 近似DCT/IDCT变换
3.1.3 非盲数字水印嵌入/提取
3.1.4 非盲数字水印加密/解密步骤
3.2 非盲水印算法Matlab仿真
3.2.1 置乱数字水印仿真
3.2.2 近似DCT变换仿真
3.2.3 非盲数字水印嵌入及IDCT变换仿真
3.2.4 非盲数字水印解密仿真
3.2.5 非盲水印嵌入的图像质量评估
3.2.6 非盲数字水印的鲁棒性评估
3.3 本章小结
第4章 数字图像盲水印算法及Matlab仿真
4.1 基于近似DCT变换的数字图像盲水印嵌入算法
4.1.1 基于奇偶量化的盲水印嵌入/提取算法
4.1.2 盲数字水印加密/解密步骤
4.2 盲水印算法Matlab仿真
4.2.1 盲水印算法仿真及步长选取
4.2.2 盲数字水印解密仿真
4.2.3 盲水印嵌入的图像质量
4.2.4 盲数字水印的鲁棒性评估
4.3 本章小结
第5章 数字图像水印加速器的设计与FPGA实现
5.1 数字图像水印加速器的基本架构
5.1.1 输入数据缓存模块的结构
5.1.2 近似DCT/IDCT变换模块的结构
5.1.3 数字水印嵌入模块的结构
5.1.4 输出数据缓存模块的结构
5.2 数字图像水印加速器的FPGA实现
5.2.1 功能仿真
5.2.2 板级验证
5.2.3 结果分析
5.2.4 对比分析
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
硕士期间参与的项目与取得的成果
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于生物特征的数字水印综述研究[J]. 朱小微,常郝,孙玉涛,魏苏林. 微型机与应用. 2013(03)
[2]数字水印技术研究[J]. 郗艳华. 数字技术与应用. 2012(04)
[3]数字水印与版权保护[J]. 汪保友,王俊杰,胡运发. 计算机应用与软件. 2004(01)
[4]数字水印技术述评[J]. 马兰,张新荣. 电视技术. 2003(04)
硕士论文
[1]基于AXI总线的SoC架构设计与分析[D]. 胡景华.上海交通大学 2013
[2]数字图像高斯噪声和脉冲噪声处理系统的研究与实现[D]. 何琨.电子科技大学 2010
本文编号：3039903
【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 研究现状与发展趋势
1.2.1 数字水印技术研究现状
1.2.2 FPGA现状与发展趋势
1.3 论文工作和组织结构
第2章 相关背景技术介绍
2.1 数字图像水印技术
2.1.1 数字图像水印的分类
2.1.2 数字图像水印的特征
2.1.3 数字图像水印的基本框架
2.1.4 数字图像水印算法的性能评价
2.2 离散余弦变换
2.2.1 一维离散余弦变换
2.2.2 二维离散余弦变换
2.2.3 二维离散余弦变换分块算法
2.2.4 近似离散余弦变换
2.3 本章小结
第3章 数字图像非盲水印算法及Matlab仿真
3.1 基于近似DCT变换的数字图像非盲水印嵌入算法
3.1.1 数字水印的置乱处理
3.1.2 近似DCT/IDCT变换
3.1.3 非盲数字水印嵌入/提取
3.1.4 非盲数字水印加密/解密步骤
3.2 非盲水印算法Matlab仿真
3.2.1 置乱数字水印仿真
3.2.2 近似DCT变换仿真
3.2.3 非盲数字水印嵌入及IDCT变换仿真
3.2.4 非盲数字水印解密仿真
3.2.5 非盲水印嵌入的图像质量评估
3.2.6 非盲数字水印的鲁棒性评估
3.3 本章小结
第4章 数字图像盲水印算法及Matlab仿真
4.1 基于近似DCT变换的数字图像盲水印嵌入算法
4.1.1 基于奇偶量化的盲水印嵌入/提取算法
4.1.2 盲数字水印加密/解密步骤
4.2 盲水印算法Matlab仿真
4.2.1 盲水印算法仿真及步长选取
4.2.2 盲数字水印解密仿真
4.2.3 盲水印嵌入的图像质量
4.2.4 盲数字水印的鲁棒性评估
4.3 本章小结
第5章 数字图像水印加速器的设计与FPGA实现
5.1 数字图像水印加速器的基本架构
5.1.1 输入数据缓存模块的结构
5.1.2 近似DCT/IDCT变换模块的结构
5.1.3 数字水印嵌入模块的结构
5.1.4 输出数据缓存模块的结构
5.2 数字图像水印加速器的FPGA实现
5.2.1 功能仿真
5.2.2 板级验证
5.2.3 结果分析
5.2.4 对比分析
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
硕士期间参与的项目与取得的成果
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于生物特征的数字水印综述研究[J]. 朱小微,常郝,孙玉涛,魏苏林. 微型机与应用. 2013(03)
[2]数字水印技术研究[J]. 郗艳华. 数字技术与应用. 2012(04)
[3]数字水印与版权保护[J]. 汪保友,王俊杰,胡运发. 计算机应用与软件. 2004(01)
[4]数字水印技术述评[J]. 马兰,张新荣. 电视技术. 2003(04)
硕士论文
[1]基于AXI总线的SoC架构设计与分析[D]. 胡景华.上海交通大学 2013
[2]数字图像高斯噪声和脉冲噪声处理系统的研究与实现[D]. 何琨.电子科技大学 2010
本文编号：3039903
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/3039903.html
