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基于离散余弦变换的图像水印算法
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3秒自动关闭窗口图像篡改定位和恢复的自嵌入水印算法研究--《西北大学》2015年硕士论文
图像篡改定位和恢复的自嵌入水印算法研究
【摘要】：随着网络技术的发展,不法分子很容易对数字图像信息进行更改、编辑与传播,由于篡改时不留痕迹使得接收到图像的人们很难识别数字图像内容的真实性和完整性。如若篡改的图像信息涉及到一些证据或者利益,则被篡改的数字图像信息会因为扭曲事实而导致个人或者团体遭受经济损失或者损害到自身的个人形象。如何鉴别数字图像的真伪并且通过图像的篡改定位与恢复还原真相已成为需要研究的重要问题。本文就提高自嵌入水印算法的密钥安全性以及篡改定位和篡改恢复能力做了深入的研究,本文的主要研究工作如下：(1)提出一种混沌序列与Torus同构映射相结合的方式确定水印的嵌入位置。理论分析表明,该方法增强了图像的置乱效果,增大了密钥搜索空间,提高了密钥安全性。(2)提出一种基于空域的交叉认证双水印算法。把图像分块,每块2×2大小,提取2个图像块的特征信息加密形成水印后嵌入到对应的两个偏移块中,再次获取偏移块的认证信息,并将认证水印嵌入到其自身。篡改定位检测时,认证水印不仅可以对自身块以及块内的元素进行认证,还能够实现对对应块内的元素进行认证。理论分析与实验结果表明,交叉认证水印算法具有良好的篡改定位与恢复能力,在遭受小面积的剪切攻击时恢复效果理想,在抗拼贴攻击与抗盲攻击上要远优于赵和Tong的算法。(3)提出一种空域与频域结合的分层嵌入算法。该算法改进了基于空域的交叉认证双水印算法。该算法分两层嵌入水印,第一层认证水印由2×2图像块元素的奇偶校验码、异或校验码以及经滑动函数处理过的偏移块的奇偶校验码构成,恢复水印由图像块的灰度均值构成,把图像块的水印加密后嵌入到偏移块的最低有效三位和最低有效二位中。第二层水印嵌入时把经过第一层水印嵌入后的图像分成8×8单元块,提取每块的频域特征信息嵌入到偏移块。在检测与恢复时仍采用分层思想,分四层对图像检测与定位,分三层对图像恢复。实验结果表明,该算法在保证了原算法对于盲攻击、拼贴攻击良好的篡改定位和恢复的基础上,还提高了抗剪切能力,对于56%以下的剪切都具有理想的恢复效果。从抵抗各种综合攻击的角度来讲,此算法的篡改定位和篡改恢复效果理想,优于Tong和赵的只具备良好的抗剪切能力的算法。
【关键词】：
【学位授予单位】：西北大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2015【分类号】：TP391.41;TP309.7【目录】：
摘要4-5Abstract5-9第一章 绪论9-15 1.1 研究目的及意义9-10 1.2 国内外研究现状10-12 1.3 本文的主要内容12-13 1.4 文章的结构13-15第二章 水印嵌入位置的选取15-21 2.1 引言15 2.2 算法相关的基础理论15-17
2.2.1 Logistic映射与混沌15-16
2.2.2 Arnold图像置乱16-17 2.3 水印嵌入位置的选取17-18 2.4 实验结果及分析18-19 2.5 本章小结19-21第三章 基于交叉认证的双水印算法21-35 3.1 引言21 3.2 算法的基础理论21-26
3.2.1 水印对图像的认证方式22-23
3.2.2 脆弱水印遭受的攻击类型23-24
3.2.3 篡改检测与定位能力24-25
3.2.4 含水印图像质量的评价标准25-26
3.2.5 LSB算法的原理26 3.3 算法实现26-30
3.3.1 水印的生成26-28
3.3.2 水印的嵌入28-29
3.3.3 篡改图像的检测29-30
3.3.4 水印的恢复30 3.4 实验结果及分析30-34
3.4.1 盲攻击30-31
3.4.2 拼贴攻击31-33
3.4.3 剪切攻击33
3.4.4 四次搜索攻击33-34 3.5 本章小结34-35第四章 基于分层嵌入认证和恢复的自嵌入水印35-49 4.1 引言35 4.2 算法的相关基础理论35-38
4.2.1 离散余弦变换35-36
4.2.2 量化36-37
4.2.3 Z字形扫描37-38 4.3 算法的实现38-43
4.3.1 水印的生成与嵌入38-41
4.3.2 图像块的检测与定位41-42
4.3.3 图像的恢复42-43 4.4 实验结果与分析43-48
4.4.1 盲攻击43-44
4.4.2 拼贴攻击44-46
4.4.3 剪切攻击46-47
4.4.4 四次搜索攻击47-48 4.5 本章小结48-49第五章 总结与展望49-51参考文献51-55攻读硕士期间取得的学术成果55-57致谢57
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