论文部分内容阅读
随着计算机的普及和信息交流的日益频繁,越来越多的人选择使用数字多媒体技术,但这同时也给一些不法分子带来可乘之机,使得数字产品的安全性问题面临严峻的威胁。在数字水印技术中,认证水印能够判断原始数据是否遭受篡改并能定位出篡改的位置,JPEG图像由于经过了量化编码大大降低了数字图像的数据量,已经成为了主流的图片格式之一。因此,对于JPEG图像的认证水印和可恢复水印研究已经成为了当今研究的热点。本论文以JPEG图像为主要研究对象,研究了JPEG图像的认证水印算法和自嵌入可恢复水印算法,具体工作如下:(1)设计了一种抗JPEG压缩并能够对图像中的篡改区域进行精确定位的JPEG图像认证水印算法,该算法充分利用了人眼视觉模型,基于DCT交流系数将图像划分为纹理块和平滑块,将生成的水印信息嵌入到纹理块和平滑块的不同系数中,在嵌入过程中,基于Arnold置乱生成模板来确定嵌入水印的位置,为了提高算法的篡改检测性能,每个图像块的水印分3次嵌入到不同的图像块中,实验表明,该算法在抗JPEG压缩方面具有较好的性能,当JPEG质量因子在50以上时,算法的检测率在99%以上,另外,该算法能够准确地定位出图像被篡改的区域,在篡改区域小于18%时,虚警率都在1.4%以下。(2)设计了一种具有篡改定位及篡改恢复能力的JPEG图像变容量水印算法,该算法利用用户密钥,构建循环块相关结构,找到每个图像块的直接前驱块和直接后继块,将当前块与后继块的DCT系数差值进行变容量编码,生成具有关键位、细节位和编码位的水印信息,最后将生成的水印信息嵌入到后继块的中低频系数中,本算法嵌入一次水印同时用于篡改检测和篡改恢复,提高了嵌入水印图像的视觉质量。在篡改恢复时,为了提高恢复图像的质量,利用恢复水印和邻域最佳平滑估计相结合的方法,提高了恢复水印的质量。实验表明,对于较为平滑的图像,本算法重构图像的峰值信噪比都在30dB以上,当篡改区域在25%以下时,虚警率都在0.14以下,通过与同类算法比较,本算法具有较低的虚警率和漏检率。