用于JPEG圖像認(rèn)證及恢復(fù)的數(shù)字水印算法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代通信技術(shù)、信息處理技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，圖像的處理、存儲(chǔ)和傳輸在日常生活中的作用越來(lái)越大。圖像信息經(jīng)過(guò)采樣、量化及編碼等過(guò)程轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，巨大的數(shù)據(jù)量給數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)傳輸帶來(lái)了諸多不便，因此壓縮編碼已成為圖像處理的大趨勢(shì)。JPEG圖像由于具有很好的圖像質(zhì)量，同時(shí)還具有高壓縮比而被廣泛應(yīng)用。計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展使圖像的編輯、修改等各種篡改變得非常容易，因此JPEG圖像的內(nèi)容認(rèn)證及篡改恢復(fù)成為亟待解決的問(wèn)題。
　　本

2、文以JPEG圖像為研究對(duì)象，綜述了圖像認(rèn)證水印及可恢復(fù)水印技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。結(jié)合JPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)提取圖像的唯一性特征生成認(rèn)證水印信息嵌入到原始JPEG圖像中。壓縮原始圖像數(shù)據(jù)提取圖像的重要信息生成可恢復(fù)水印，嵌入到原始圖像中。若圖像遭到篡改，提取恢復(fù)水印重構(gòu)圖像信息恢復(fù)圖像的篡改區(qū)域。圖像認(rèn)證主要是檢測(cè)圖像是否發(fā)生篡改及定位篡改區(qū)域，可恢復(fù)水印技術(shù)則是恢復(fù)圖像的篡改區(qū)域?yàn)橥茢啻鄹恼叩囊鈭D提供重要依據(jù)。本文在保證含水印圖像質(zhì)量的

3、前提下，以提高圖像的篡改檢測(cè)性能及篡改圖像的恢復(fù)質(zhì)量為目標(biāo)，展開(kāi)基于JPEG圖像的認(rèn)證及恢復(fù)的半脆弱水印技術(shù)研究，具體工作如下:
　　(1)通過(guò)研究現(xiàn)有內(nèi)容認(rèn)證成果并結(jié)合JPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了一種基于DCT直流系數(shù)的JPEG圖像認(rèn)證算法。根據(jù)DCT直流系數(shù)對(duì)JPEG壓縮具有魯棒性，而對(duì)內(nèi)容篡改具有脆弱性這一特性生成認(rèn)證信息。對(duì)原始的JPEG圖像解碼得到量化后的DCT系數(shù)，提取每個(gè)圖像塊中的DCT直流系數(shù)重新量化編碼生成認(rèn)證信息。

4、最后，將生成的認(rèn)證信息多次嵌入到圖像的不同區(qū)域以提高篡改檢測(cè)性能。
　　(2)根據(jù)JPEG圖像的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種基于差值調(diào)制的JPEG圖像可恢復(fù)水印算法。JPEG圖像的冗余數(shù)據(jù)較少其水印的嵌入量也較小，但是可恢復(fù)水印的數(shù)據(jù)量較大，因此壓縮水印信息的數(shù)據(jù)量成為研究的重點(diǎn)問(wèn)題。解碼原始圖像得到DCT系數(shù)塊，重新量化待保護(hù)的DCT系數(shù)，差值調(diào)制后生成可恢復(fù)水印信息。采用差值調(diào)制方法大大降低了水印的數(shù)據(jù)量。由于DCT系數(shù)塊中低頻系數(shù)的量化