毕业论文 基于二维混沌映射的数字水印算法.doc
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毕业论文 基于二维混沌映射的数字水印算法,41页共计19213字摘要本文提出了基于二维混沌映射的数字图像水印算法，混沌具有随机性、似噪声及对初始条件的极端敏感性等特点。将经过二维混沌映射置乱后的数字水印信号嵌入图像小波域的低频系数，实现了数字水印的隐蔽性、保密性和稳固性；利用二维混沌映射arnold变换对水印信号进行置乱，不仅增强了水印信号保密性，同时有效提高...
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41页共计19213字
摘要
本文提出了基于二维混沌映射的数字图像水印算法，混沌具有随机性、似噪声及对初始条件的极端敏感性等特点。将经过二维混沌映射置乱后的数字水印信号嵌入图像小波域的低频系数，实现了数字水印的隐蔽性、保密性和稳固性；利用二维混沌映射Arnold变换对水印信号进行置乱，不仅增强了水印信号保密性，同时有效提高了视觉上抵抗图像剪切攻击的能力。
本文引入置乱度的定义对置乱后的图像作定量分析。通过分析Arnold变换的周期及控制参数，实现对数字图像的最佳置乱。对数字水印信号进行置乱分散了原始水印信号的相关性，在遭到剪切攻击时可以将错误码元尽可能分散，因此有效地提高了数字水印算法的抗剪切攻击性能。
为提高数字水印算法的稳健性，引入m序列对水印信号进行扩频，本文选择小波变换作为水印嵌的嵌入域，提出四种水印算法实现方案，分别对其抗JPEG压缩、剪切、缩放、加噪声等各种攻击进行测试分析，得出一种最具鲁棒性的数字水印算法。
论文最后讨论了数字水印技术的研究发展方向，提出如何有效抵抗图像旋转，研究一种完善的数字水印同步技术是今后要解决的一个重要问题。
目 录
第一章 绪 论 1
§ 1.1引言 1
§ 1.2 本论文章节安排 4
第二章 基于二维混沌映射的数字图像置乱 5
§ 2.1数字图像置乱技术 5
§2.1.1数字图像置乱技术的基本概念 5
§2.1.2 最佳置乱度 6
§ 2.2基于二维混沌映射的图像置乱 7
§2.2.1二维混沌映射 7
§2.2.2 Arnold变换的周期性 8
§2.2.3 基于二维混沌映射的最佳置乱度 11
§ 2.3小结 12
第三章 M序列扩频 13
§ 3.1扩频通信的基本概念 13
§ 3.2 引入M序列对水印信号进行扩频 14
§ 3.3小结 16
第四章 基于二维混沌映射的数字水印算法 17
§ 4.1图像处理的小波变换 17
§4.1.1 小波的特性 17
§4.1.2图像处理中常用的小波 18
§ 4.2 基于二维混沌映射的数字水印算法 21
§4.2.1数字水印算法基本原理 21
§4.2.2几种方案的比较 22
§4.2.3实验结果和分析 25
§ 4.3 小结 31
第五章 总结与展望 32
§ 5.1论文工作的总结 32
§ 5.2展望 32
参考文献 33
致谢 34
附录：程序清单 35
关键字：数字水印，二维混沌映射，图像置乱，扩频
参考文献
1. Ravmnod B, Christine I.Podilchuk,and Edwared J. Delp Percpetual watermarks for digital I mage and video[J]. Proceedings of the IEEE,July 1999,87(7):1108-1126.
2. C.I.Podilchuk and W.Zeng.Image-adspitive watermarking using visual models[J].
IEEE J.Select. Areas Conaum,May 1998,16(4):525-539
3. 张春田，苏育挺，信息产品的版权保护技术¬——数字水印，电信科学，1998，14（12）：15-17。
4. 黄继武，SHI YUN Q,一种自适应图像水印算法，自动化学报，1999，25（4）：476-482。
5. 丁燕，刘榴娣，郭宏，小波变换在图像压缩中的应用研究，光学技术，1999，1：64-66。
6. 张华熊，仇佩亮，置乱技术在数字水印中的应用，电路与系统学报，2001，6（3）。
7. 方锦清，非线性系统中混沌控制与同步及其应用前景（一）[J].物理学进展，1996，16（1）：1-74。
8. Hui Xiang,et al. Digital watermarking systems with chaitic sequences, electronic imaging’99,security and watermarking of multimedia contents. In: Proceeding of the International Society for Optical Engineering. San Jose, California, 1999,3657:449-457.
9 丁玮，闫伟齐，齐东旭；基于Arnold变换的数字图像置乱技术，计算机辅助设计与图形学报，2001，13（4）。
10. Mallat S.G., A theory for multiresolution signal decomposition: The wavelet
representation, IEEE Trans. On PAMI,1989, vol.11(7):674-693
11. Daubechies I., Orthonomal basis of compact supported wavelets, Commun.Pure
Appl. Math,1988,Vol.41:909-906
12. Cui C.K., Wavelet Analysis and Its Application, Academic Press Inc. 1992
13. 秦前清，杨宗凯，实用小波分析，西安电子科技大学出版社，1994.
14. Devore R., Jawerth B., Lucier B., Image Compression Through Wavelet
Transform Coding, IEEE Trans Information Theory,1992,vol.38: 719-747
15. P.P.Vadyanathan, Multirate Digital Filters, Filter Banks, Polyphase Network, and
Application: A Tutoral, Proc. IEEE, 1990, Vol.78(1):56-93.
16.Vadyanathan P.P., Quadrature Mirror Filter Banks, M-Based Extension and Perfect
Reconstruction Techniques, IEEE ASSP Magzine,1987, July:4-20.
摘要
本文提出了基于二维混沌映射的数字图像水印算法，混沌具有随机性、似噪声及对初始条件的极端敏感性等特点。将经过二维混沌映射置乱后的数字水印信号嵌入图像小波域的低频系数，实现了数字水印的隐蔽性、保密性和稳固性；利用二维混沌映射Arnold变换对水印信号进行置乱，不仅增强了水印信号保密性，同时有效提高了视觉上抵抗图像剪切攻击的能力。
本文引入置乱度的定义对置乱后的图像作定量分析。通过分析Arnold变换的周期及控制参数，实现对数字图像的最佳置乱。对数字水印信号进行置乱分散了原始水印信号的相关性，在遭到剪切攻击时可以将错误码元尽可能分散，因此有效地提高了数字水印算法的抗剪切攻击性能。
为提高数字水印算法的稳健性，引入m序列对水印信号进行扩频，本文选择小波变换作为水印嵌的嵌入域，提出四种水印算法实现方案，分别对其抗JPEG压缩、剪切、缩放、加噪声等各种攻击进行测试分析，得出一种最具鲁棒性的数字水印算法。
论文最后讨论了数字水印技术的研究发展方向，提出如何有效抵抗图像旋转，研究一种完善的数字水印同步技术是今后要解决的一个重要问题。
目 录
第一章 绪 论 1
§ 1.1引言 1
§ 1.2 本论文章节安排 4
第二章 基于二维混沌映射的数字图像置乱 5
§ 2.1数字图像置乱技术 5
§2.1.1数字图像置乱技术的基本概念 5
§2.1.2 最佳置乱度 6
§ 2.2基于二维混沌映射的图像置乱 7
§2.2.1二维混沌映射 7
§2.2.2 Arnold变换的周期性 8
§2.2.3 基于二维混沌映射的最佳置乱度 11
§ 2.3小结 12
第三章 M序列扩频 13
§ 3.1扩频通信的基本概念 13
§ 3.2 引入M序列对水印信号进行扩频 14
§ 3.3小结 16
第四章 基于二维混沌映射的数字水印算法 17
§ 4.1图像处理的小波变换 17
§4.1.1 小波的特性 17
§4.1.2图像处理中常用的小波 18
§ 4.2 基于二维混沌映射的数字水印算法 21
§4.2.1数字水印算法基本原理 21
§4.2.2几种方案的比较 22
§4.2.3实验结果和分析 25
§ 4.3 小结 31
第五章 总结与展望 32
§ 5.1论文工作的总结 32
§ 5.2展望 32
参考文献 33
致谢 34
附录：程序清单 35
关键字：数字水印，二维混沌映射，图像置乱，扩频
参考文献
1. Ravmnod B, Christine I.Podilchuk,and Edwared J. Delp Percpetual watermarks for digital I mage and video[J]. Proceedings of the IEEE,July 1999,87(7):1108-1126.
2. C.I.Podilchuk and W.Zeng.Image-adspitive watermarking using visual models[J].
IEEE J.Select. Areas Conaum,May 1998,16(4):525-539
3. 张春田，苏育挺，信息产品的版权保护技术¬——数字水印，电信科学，1998，14（12）：15-17。
4. 黄继武，SHI YUN Q,一种自适应图像水印算法，自动化学报，1999，25（4）：476-482。
5. 丁燕，刘榴娣，郭宏，小波变换在图像压缩中的应用研究，光学技术，1999，1：64-66。
6. 张华熊，仇佩亮，置乱技术在数字水印中的应用，电路与系统学报，2001，6（3）。
7. 方锦清，非线性系统中混沌控制与同步及其应用前景（一）[J].物理学进展，1996，16（1）：1-74。
8. Hui Xiang,et al. Digital watermarking systems with chaitic sequences, electronic imaging’99,security and watermarking of multimedia contents. In: Proceeding of the International Society for Optical Engineering. San Jose, California, 1999,3657:449-457.
9 丁玮，闫伟齐，齐东旭；基于Arnold变换的数字图像置乱技术，计算机辅助设计与图形学报，2001，13（4）。
10. Mallat S.G., A theory for multiresolution signal decomposition: The wavelet
representation, IEEE Trans. On PAMI,1989, vol.11(7):674-693
11. Daubechies I., Orthonomal basis of compact supported wavelets, Commun.Pure
Appl. Math,1988,Vol.41:909-906
12. Cui C.K., Wavelet Analysis and Its Application, Academic Press Inc. 1992
13. 秦前清，杨宗凯，实用小波分析，西安电子科技大学出版社，1994.
14. Devore R., Jawerth B., Lucier B., Image Compression Through Wavelet
Transform Coding, IEEE Trans Information Theory,1992,vol.38: 719-747
15. P.P.Vadyanathan, Multirate Digital Filters, Filter Banks, Polyphase Network, and
Application: A Tutoral, Proc. IEEE, 1990, Vol.78(1):56-93.
16.Vadyanathan P.P., Quadrature Mirror Filter Banks, M-Based Extension and Perfect
Reconstruction Techniques, IEEE ASSP Magzine,1987, July:4-20.
