基本信息
- 项目名称：
- 基于图像变换域低位面融合的数字水印算法
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 大多数数字指纹嵌入系统，采用图像末位比特嵌入的形式将数字指纹嵌入到图片产品中，而网络流行的JPEG格式对于图片的压缩主要集中于对图片的末位操作，这就使得基于图像末位比特嵌入的数字指纹嵌入技术在经过JPEG压缩后，提取的效果不理想。因此数字指纹系统必须能够对当前网络上主流的图片格式进行数字指纹的嵌入和提取操作，这样才容易被使用者所接受。基于上述问题，我们提出了如下系统——基于图像融合的数字指纹系统。
- 详细介绍：
- 本系统采用当今流行的MVC设计模式，界面仅负责图像的输入、输出及与用户的交互，系统的流程控制由控制类进行，而后台的业务逻辑由后台的各个模型类负责。整个系统设计方采用分层协议的设计方式，每一层专门负责自己独立的业务，调用下一层完成子功能，向上一层提供服务。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 现代版权保护系统多采用密码认证技术，而密码技术主要保护传输中的内容，无法对合法用户如何处理解密后的内容进行有效监管。很多情况下，难以对盗版源进行认定。本系统采用数字指纹嵌入的形式对数字影像产品进行处理。当发现盗版产品时，可以对盗版产品的盗版源进行认定，从而有效证明了原创作者对其作品的所有权，并为鉴定、起诉非法侵权行为提供有力证据的方法。设计本系统的目的是进一步完善现代版权保护系统。
科学性、先进性及独特之处
- 网络流行的压缩格式JPEG格式对于图片的压缩主要集中于像素值的后几位，这就使得许多传统算法嵌入的数字指纹嵌入技术在经过JPEG压缩后，提取的效果不理想。本文提出一种改进的基于图像低位面融合的图像隐藏算法，既利用LSB算法只修改图像低位平面，减小载体图像RGB值变化的特点，又保持图像融合算法抵抗JPEG压缩的优点，使其能处理网络中流行的JPEG图像，从而提高了算法的实用性。
应用价值和现实意义
- 数字指纹系统能够对当前网络上主流的图片格式进行数字指纹的嵌入和提取操作，对于指纹图片格式的限制较为宽松，对.bmp、.jpg、.png等格式的指纹均能正常嵌入和提取。因此，该系统在实现后，能较好地适用于目前的主流影像产品，具有较高的实用价值。该平台设计利用多线程进行工作，在处理速度和用户响应性等方面都能有较好表现，容易被使用者所接受。
学术论文摘要
- 在参考LSB算法修改载体图像低位面不会造成整体图像视觉效果明显改变的优点，以及图像融合算法能抵抗JPEG压缩的特点后，设计了一种以图像融合技术为基础，抗JPEG压缩的图像水印嵌入算法。通过改进图像融合公式并分析JPEG压缩过程中精度缺失的原因，提出以载体图像DCT变换域的亮度矩阵高频空间适当区域的后四个位平面为水印图像的隐藏空间，向载体图像嵌入水印。经对实验结果分析表明，该算法具有更好的隐藏效果和抗JPEG压缩的能力，在融合系数较小的情况下，仍能从JPEG压缩图像中提取出较为清晰的水印图片，具有很高的应用价值。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 正在鉴定中
参考文献
- [1]颇浩，陈克非. 数字指纹协议的研究与发展[J]. 计算机科学. Vol.29 [2]葛秀慧等. 信息隐藏原理及应用[M]. 北京：清华大学出版社. 2008.10 [3]张贵仓等. 基于迭代混合的数字图像隐藏技术[J]. 计算机学报. Vol. 26 [4]刘瑶. 基于小波域的一种新颖的数字水印算法[M]. 哈工大理学院. 2010.12
同类课题研究水平概述
- 目前可用于数字指纹的方法有以下几个方面：小波变换，混沌序列，LSB算法等算法。信息隐藏技术主要有隐写术、数字水印、数字指纹可视密码、数据锁定、潜信道、隐匿协议等。经典图像信息隐藏技术包括最低比特嵌入技术、基于量化的技术、JPEG标准下信息隐藏技术、扩展频谱信息隐藏技术等。现有的数字指纹方案主要是编码方案和图像隐藏方案，通过使用连续的或离散的隐藏信息实现指纹的编码。其中连续性指纹方案具有较好的保真性，较强的鲁棒性，可抵抗有损的JPEG压缩、滤波、DPA和APD转换及重新量化等信号处理，也可经受一般的几何变换如剪切、缩放、平移及旋转等操作。 基于图像融合的数字指纹隐藏技术依赖于人的视觉系统(Human Visual system,HVS)的不完善性，将数字指纹图像隐藏在宿主图像的低频空间中，从而使宿主图片携带有影像产品购买者的信息，以进行版权认定和盗版源追踪。基于图像融合图像隐藏方案主要有这样几方面： ① 基于混沌映射和图像融合的数字隐藏技术。该技术利用混沌映射生成的混沌序列将隐藏图像进行置乱预处理；把载体图像按隐藏图像的大小分成若干个子块，使得每子块与置乱图像的一像素对应，用混沌序列决定对应关系；然后结合图像融合技术把一像素融合到对应子块的某一位置，达到隐藏目的。 ② 基于小波变换域的图像融合隐藏技术。该算法通过对宿主图像和待隐藏图像的小波变换，去除待隐藏图像的高频成分，把其低频成分嵌入到宿主图像的低频部分。 结合近几年来国内外的研究文献，未来值得研究的问题有：结合数字指纹嵌入技术的发展，进一步提出更合理的数字指纹的“嵌入假设”，并通过对用户攻击手段的研究，提出更好的数字指纹隐藏方案；设计既有较好抗合谋攻击能力，又有较高实现效率的非对称指纹方案，或者在已有的具有较好抗合谋攻击能力的指纹编码方案的基础上，设计能够有效实现的非对称指纹方案；对于目前已经形成的方案和算法做进一步和更合理的假设，来设计新的方案等。
