基于人类视觉系统的 Contourlet 域数字水印算法研究-计算机应用技术专业论文.docx

西安电子科技大学 学位论文独创性（或创新性）声明 秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在 导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标 注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说 明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。 本人签名： 日 期： 西安电子科技大学 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保 留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内 容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后 结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。 （保密的论文在解密后遵守此规定） 本学位论文属于保密，在 年解密后适用本授权书。 本人签名： 导师签名： 日 期： 日 期： 摘要 随着数字产品的应用愈发广泛，数字信息的安全问题逐渐成为人们关心的问 题，其中以数字产品的版权保护最为重要和紧迫。数字水印作为保证数字信息安 全的一项有效手段，已成为产业界和学术界共同研究的热点。但数字水印的安全 性仍然有待进一步提高，并且在保证不可见性的前提下，如何最大限度地提高水 印的嵌入强度以增强数字水印的鲁棒性也依旧是一个尚未解决的难题。 本文针对 Arnold 置乱的两个缺点，在其基础上，设计了一种新的图像置乱算 法，即采用非定义变换矩阵，对水印图像进行 Arnold 置乱，再利用正弦信号分数 阶微积分产生伪随机序列，对水印图像进行二次加密。根据 Contourlet 变换的基本 原理及特点，本文设计了基于人类视觉系统的 Contourlet 域数字水印算法，将基于 小波域的人眼视觉模型改进后应用到 Contourlet 变换域，获得了 Contourlet 变换条 件下的视觉掩蔽模型，即从视觉掩蔽模型的噪声掩盖因子、亮度掩盖因子及纹理 分量因子三个方面改进视觉掩蔽模型，从而根据临界可见阈值计算公式获得最大 嵌入强度，利用乘性原则嵌入水印信息。 本文设计的算法在 Arnold 置乱的基础上，对水印图像二次加密，消除了 Arnold 变换矩阵的一般性和本身的周期性，在保持 Arnold 变换较高置乱效果的同时，进 一步提高了安全性和鲁棒性；充分利用了 Contourlet 变换的特性，选择合适的方向 子图，结合人眼的视觉特性，自适应地嵌入水印，保证了不可见的前提下，最大 强度地嵌入水印。仿真实验结果表明，本文设计的算法对常见的图像处理和几何 变换攻击具有较强的鲁棒性。 下一步的工作将继续集中于研究如何进一步提高数字水印抵抗多种攻击的能 力，并将考虑如何进一步加大水印嵌入量。 关键词：数字水印 Contourlet 变换 人类视觉系统 Arnold 置乱 Abstract With the increasingly widespread application of digital products, digital information security issues become issues of concern, of which the copyright protection of digital products the most important and urgent. As an effective means of ensuring the security of digital watermarking, digital watermarking become the hot spot in industry and academia. However, the security of digital watermarking remains to be further improved, and how to maximize the watermark embedding strength in order to enhance the robustness of digital watermarking, under the premise of ensuring invisibility, is also still unresolved problem. Considering the two shortcomings of Arnold scram