基于混沌置乱的DCT域数字图像水印算法的研究

基于混沌置乱的DCT域数字图像水印算法的研究(论文12000字)
摘要：本文基于数字图像水印的相关理论进行了简单的分析和概述，提出了一种基于混沌置乱的DCT域数字图像水印算法。该算法采用了Arnold变换对水印进行加密预处理，水印嵌入过程则采用了经典的8*8分块DCT变换，此外考虑到数字图像水印算法在实际应用中要进行传输，在数字图像传输之前，对嵌水印的载体图像采用Logistic混沌序列进行加密，并在整体方案中采用多个密钥来保证方案的安全性。最后在MATLAB中通过编程进行实验仿真，对嵌水印的数字图像进行各种攻击测试，进行性能评价，从而验证此算法的可行性。结果表明在保证水印算法的安全性的基础上，该水印算法在抵抗噪声、滤波、剪切和缩放等攻击方面有很好的性能。
关键词：数字水印；离散余弦变换(DCT)；Arnold变换；Logistic混沌序列

Research on digital image watermarking algorithm based on chaotic scrambling in DCT domain
Abstract：Based on the simple analysis and overview of the theory of digital image watermarking, a digital image watermarking algorithm based on chaotic scrambling in DCT domain is proposed. The algorithm uses the Arnold transform to preprocess the watermark, and the watermark embedding process uses the classical 8*8 block DCT transform. In addition, the digital image watermarking algorithm is considered to be transmitted in the practical application. Before the digital image transmission, the image of the embedded watermark is encrypted with the Logistic chaotic sequence. In the overall scheme, multiple keys are used to ensure the security of the scheme. Finally, the experiment simulation is carried out through programming in MATLAB, and various attack tests are carried out to the digital image embedded in the watermark, and the performance evaluation is carried out to verify the feasibility of the algorithm. The results show that the watermarking algorithm has good performance in resisting noise, filtering, shearing and scaling attacks on the basis of ensuring the security of the watermarking algorithm.
Key words：digital watermarking; discrete cosine transform (DCT); Arnold transform; Logistic chaotic sequence 
 

目 录
1 引言    1
1.1 研究意义    1
1.2 研究现状    1
1.3 本文研究内容和安排    2
2 数字水印的典型算法及性能评价    2
2.1 数字水印的基本原理    2
2.2 数字水印的特点    4
2.3 数字水印的分类    4
2.3.1按特性划分    5
2.3.2按检测过程划分    5
2.3.3按内容划分    5
2.3.4按水印嵌入的位置划分    6
2.4 数字水印的典型算法    6
2.4.1时空域算法    6
2.4.2变换域算法    7
2.5 数字图像水印的典型攻击    7
2.5.1去除攻击    7
2.5.2表达攻击    7
2.5.3解释攻击    7
2.5.4合法攻击    8
2.6 数字水印算法的性能评价    8
2.7 数字水印技术的应用    8
3 基于混沌置乱的DCT域数字图像水印算法    9
3.1 离散余弦变换(DCT)    9
3.2 混沌的基本定义及初步应用    9
3.3 混沌置乱在数字水印中的具体应用    10
3.4 水印与载体图像的选取    11
3.5 水印预处理    11
3.6 水印的嵌入    12
3.7 传输前置乱加密    12
3.8 水印提取    13
4 实验结果与分析    14
4.1 椒盐噪声攻击测试    16
4.2 剪切攻击测试    18
4.3压缩攻击测试    19
4.4 其他类型攻击测试    20
4.4.1高斯噪声攻击测试    21
4.4.2滤波攻击测试    21
4.4.3缩放攻击测试    22
4.4.4旋转攻击测试    23
4.4.5直方图均衡化    24
5 总结和展望    24
参考文献    25
致谢    27
附录    28