喷泉码在数字水印系统中的应用研究

发布时间：2017-09-21 14:43

  本文关键词：喷泉码在数字水印系统中的应用研究

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【摘要】：计算机信息技术和网络技术的不断迅猛发展,使得多媒体信息的传输及复制也变得越来越容易,但多媒体信息在传输和复制的过程中所引发的安全问题也是不能被忽视的。数字水印技术作为一种新兴的信息安全技术,即可以保证多媒体信息的安全传输,而且也为数字作品的版权认证提供保障。对数字水印系统来说,目前需要解决的主要问题就是提高水印技术的有效性和实用性。由于数字水印系统和通信系统之间存在着相似性,将通信理论中的方法应用到数字水印系统中已是目前的研究人员的一个研究方向,其中,将提高通信系统信息传输可靠性的信道编码技术应用到数字水印系统中已取得了一定的进展。本文主要研究的是将喷泉码应用到数字水印系统中,所做的主要工作如下:1.阐述了数字水印系统的基本理论,着重介绍了水印生成、嵌入以及检测和提取时的典型算法,为后续喷泉码在数字水印系统中的应用方案提供参考。2.详细介绍了LT码编译码方案的原理及过程。仿真并分析了LT编码中几种度分布函数对LT码译码成功概率的影响;比较分析了不同码长下BP译码方案和GE译码方案在不同译码开销下的译码成功概率,并比较了两种译码方案的时间复杂度;通过分析BP译码的剩余可译性,介绍了一种根据寻找度2编码包来提高译码成功概率的基于度2编码包BP译码算法,并着重比较分析了采用三种度分布下BP译码方案和基于度2编码包BP译码方案的译码率的对比,为后续LT码在水印系统中的应用打下了理论基础。3.提出了一种基于LT编码和双伪随机序列扩频相结合的数字图像水印算法。该算法首先对原始水印进行LT预编码,然后对编码后的信息比特进行双伪随机序列扩频后嵌入到载体作品的DCT变换域中。实验中将译码率较高的鲁棒孤立子分布-BP译码方案、鲁棒孤立子分布-基于度2编码包BP译码方案和二进制指数分布-BP译码方案的LT码分别应用到数字水印系统中。通过对含水印图像进行攻击处理,如JPEG压缩攻击、剪切攻击、不同滤波攻击、椒盐噪声攻击,验证并分析了所提方案的鲁棒性。本文还将LT编码方案和未编码方案以及LDPC编码方案进行了对比分析,从而验证了所提方案的有效性。
【关键词】：数字水印 LT 编码 鲁棒性
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP309;TN911.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 研究背景及意义9
• 1.2 数字水印技术的发展与应用9-12
• 1.3 喷泉码的发展与应用12-13
• 1.4 信道编码在水印系统中的研究现状13-14
• 1.5 本章的研究内容及结构14-16
• 2 数字水印系统理论16-29
• 2.1 数字水印的概念16-17
• 2.2 数字水印的分类17-19
• 2.2.1 按照水印的鲁棒性特性划分18
• 2.2.2 按水印嵌入的载体的媒体类型划分18
• 2.2.3 按水印的检测过程划分18
• 2.2.4 按水印内容划分18-19
• 2.2.5 按水印嵌入位置划分19
• 2.3 数字水印系统的等效通信模型19-20
• 2.4 数字水印技术典型算法20-25
• 2.4.1 数字水印生成算法20-23
• 2.4.2 数字水印嵌入算法23-25
• 2.4.3 数字水印检测算法25
• 2.5 数字水印系统常见攻击方法25-26
• 2.6 数字水印算法的特点及性能评价指标26-28
• 2.7 本章小结28-29
• 3 LT码性能研究29-45
• 3.1 差错控制编码29-30
• 3.2 喷泉码定义30-31
• 3.3 LT码的编译码方案31-33
• 3.4 LT码的度分布函数33-38
• 3.5 LT码的译码方案性能比较38-39
• 3.6 基于度2编码包的BP译码算法39-43
• 3.7 本章小结43-45
• 4 基于LT码的数字图像水印算法45-57
• 4.1 所提算法描述45-49
• 4.1.1 水印的生成和嵌入算法45-48
• 4.1.2 水印的提取48-49
• 4.2 基于LT码的水印方案的性能研究49-56
• 4.2.1 JPEG压缩攻击50-52
• 4.2.2 剪切攻击52-54
• 4.2.3 滤波攻击54-55
• 4.2.4 噪声攻击55-56
• 4.3 时间复杂度比较56
• 4.4 本章小结56-57
• 5 总结与展望57-59
• 参考文献59-62
• 个人简历、攻读硕士期间发表的论文62-63
• 致谢63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 陆哲明,姜守达,董寒丽;基于人类视觉系统的自适应水印嵌入算法[J];哈尔滨工业大学学报;2003年02期

2 霍智勇;朱秀昌;;基于LDPC码的数字图像水印技术研究[J];中国图象图形学报;2007年11期

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本文编号：895159