作为数字产品知识产权保护的一种有效手段,数字水印技术得到了广泛关注,并已成为国际学术界的一个研究热点。本文通过对数字水印技术尤其是认证型水印技术的系统研究,给出了用于数字图像完整性认证的两种数字水印方案:完全脆弱性数字水印和半脆弱性数字水印,并分别从不同的角度深入分析了当前国内外现有的各种典型算法,指出其主要的不足之处。在此基础上建立了基于混沌系统的脆弱性水印算法和基于JPEG压缩不变量的半脆弱性水印算法,并对它的实验结果进行分析,论证了此算法的合理性。本研究对数字水印技术的推广应用将起到积极的推动作用。 本文的研究工作主要包括以下几个方面: 1.数字水印和信息隐藏作为一个技术的互补的两个方面,给出了信息隐藏的研究内容,总结出了它的一般模型;系统地研究了数字水印理论,总结出了数字水印的一般原理及通用模型,指出了其主要应用前景,分析了数字水印的各种典型算法、主要的攻击方式。 2.详细分析了脆弱和半脆弱性数字水印技术,总结出了它的基本框架、两种水印算法需满足的相关要求;系统地论述了两种水印技术近几年来各种算法的发展情况,分析了在完整性认证时两种水印所受的攻击行为。 3.提出了基于混沌系统的静止图像脆弱性数字水印算法。利用Logistic模型的非周期、不收敛并对初始值非常敏感的特性,生成基于图像内容分块的水印信号;利用Logistic混沌序列的可再生和对初始值非常敏感的特性,系统选择Logistic混沌初值作为用户的关键密钥,使算法完全可以公开。 4.提出了基于JPEG压缩不变量的静止图像半脆弱性数字水印算法,它利用了离散余弦变换(DCT)系数的JPEG压缩不变性。此算法实现了真正的盲检测,同时对于密钥的控制给系统的安全性提供了很好的保障;另外此算法在鲁棒性和脆弱性方面均达到了很好的平衡,它对正常的图像处理操作具有很强的鲁棒性,而对恶意的篡改操作具有很强的识别和定位能力。 最后,本文对数字水印技术今后可能的研究方向进行了总结,指出了今后需要继续研究和完善的方面。本文设计的脆弱性和半脆弱性数字水印算法都已经在VC++6.0平台上得以实现,并通过对实验结果的分析,获得了满意的效果。