基于分?jǐn)?shù)階Fourier域圖像特征的數(shù)字水印算法研究.pdf

1、數(shù)字水印是近年來發(fā)展起來的數(shù)字媒體版權(quán)保護(hù)的一種新的技術(shù)，成為當(dāng)前多媒體安全領(lǐng)域發(fā)展最快的熱點(diǎn)技術(shù)之一，并受到了國際學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注。變換域水印算法是數(shù)字水印算法的研究重點(diǎn)。變換域算法目前主要是集中在頻域和小波域。分?jǐn)?shù)階傅立葉變換是一種新的時(shí)頻變換工具，對(duì)于分析某些非平穩(wěn)信號(hào)具有十分優(yōu)良的特性，隨著其快速算法的提出，分?jǐn)?shù)階Fourier變換越來越受到信號(hào)處理界的重視。本論文在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于分?jǐn)?shù)階傅立葉變換的圖像數(shù)字水印理論和

2、應(yīng)用研究”的資助下，在分?jǐn)?shù)階傅立葉域的chirp類水印的研究基礎(chǔ)上，對(duì)分?jǐn)?shù)階傅立葉域的圖像特征進(jìn)行了分析和研究，總結(jié)了分?jǐn)?shù)階傅立葉域的圖像基本特征。在此基礎(chǔ)上提出了隨機(jī)序列水印和二值水印兩種基于分?jǐn)?shù)階Fourier域數(shù)字水印算法。主要內(nèi)容如下： 1．仿真分析了圖像在分?jǐn)?shù)階傅立葉域的能量分布、幅度和相位特征及實(shí)部和虛部特征。仿真結(jié)果表明，在任意階分?jǐn)?shù)階傅立葉域，都能同時(shí)反映圖像的空域和頻域特征，隨著變換階數(shù)的不同，F(xiàn)RFT域圖像的

3、空、頻域特征也將發(fā)生變化。圖像分?jǐn)?shù)階傅立葉變換系數(shù)的幅度和相位，實(shí)部和虛部隨著變換階數(shù)的變化也反映出圖像特征的變化。這些結(jié)論對(duì)于將分?jǐn)?shù)階傅立葉變換應(yīng)用于圖像識(shí)別和邊緣提取是很有意義的，為本文的水印算法設(shè)計(jì)時(shí)如何選擇嵌入角度和嵌入位置，兼顧水印的透明性和魯棒性提供了參考依據(jù)。 2．利用分?jǐn)?shù)階傅立葉變換域的系數(shù)特點(diǎn)，提出了以復(fù)隨機(jī)序列作為水印的分?jǐn)?shù)階傅立葉域的數(shù)字水印算法，對(duì)算法的容量和階數(shù)選擇進(jìn)行了分析。仿真表明該算法對(duì)高斯噪聲、

4、椒鹽噪聲、剪切等常規(guī)圖像處理具有一定的魯棒性。與DCT域水印算法相比，該水印算法增加了兩個(gè)密鑰，即變換階數(shù)P<,1>和P<,2>，提高了安全性；其次，復(fù)隨機(jī)水印分別嵌入FRFT系數(shù)的實(shí)部和虛部，若分別采用兩個(gè)不同的隨機(jī)序列，可進(jìn)一步提高安全性。 3．利用在變化階數(shù)較大時(shí)，圖像FRFT系數(shù)的幅度函數(shù)僅影響原圖像背景這一特點(diǎn)，提出了一種將二值圖像水印嵌入FRFT系數(shù)幅度函數(shù)中的水印算法。仿真結(jié)果表明，該水印算法對(duì)濾波、噪聲、壓縮等常