一种新的混沌序列扩频水印算法

一、一种新的混沌序列扩频水印算法（论文文献综述）

张艳^[1]（2019）在《高速长周期混沌序列的研究及应用》文中提出混沌序列具有初值敏感性、非周期、均值遍历性等优良的特性,因此混沌序列在保密通信、数字图像加密领域中得到了广泛的应用。传统的数字混沌序列受限于计算机的存储字长,不可避免地存在周期退化问题。另一方面,在硬件实现时,过大的计算位宽会增加硬件迭代边界,使得序列的输出速率降低,从而降低了加密效率。本文采用了基于余数系统和置换多项式的混沌序列生成方法,该方法利用余数系统将大位宽的乘加运算用多个小位宽的并行运算代替,降低了计算复杂度,且提高了序列的生成速率。本文将这种方法生成的混沌序列用于图像加密和扩频通信中,本文的主要工作如下:（1）研究了基于余数系统和置换多项式的混沌序列的映射方法,分析了基于余数系统和置换多项式的混沌序列的性能,并与传统的混沌序列进行对比,如Tent、Logistic和Chebyshev等。（2）提出了一种新的基于混沌序列的明文关联密钥的数字图像加密方法,改善了加密系统的抗明文攻击的能力并且增强了加密算法抗噪声和数据丢失的能力。（3）通过大量的理论分析和实验测试,验证了本文提出的数字图像加密方法的性能,包括:密钥空间、密钥敏感性、抗差分攻击能力、直方图分析、抗噪声和数据丢失能力、信息熵和复杂度等。其中本文的图像加密算法的抗噪声能力比最新的图像加密算法2D-LASM（two-dimensional Logistic-adjusted-Sine,2D-LASM）和MIE-BX（Medical Image Encryption:Bitwise XOR,MIE-BX）高出了40%以上,抗数据丢失能力比LASM算法和MIE-BX高出了33%以上。而Cao等人提出的2DLICM（two-dimensional Logistic IMIC Cascade Map,2D-LICM）则完全不能抵抗噪声和数据丢失攻击。此外,本文的抗差分攻击能力与2D-LASM、MIE-BX和2D-LICM相当。（4）搭建了一个混沌扩频通信系统仿真平台,从不同的角度分析了基于余数系统和置换多项式的混沌序列在扩频通信系统中的性能,如单用户情况下的抗噪声性能、多用户情况下的抗噪声性能以及不同用户数下的误码率等。同时,还与传统的序列进行了对比,如:m、Gold、Logistic、Tent和Chebyshev等序列。

胡裕峰^[2]（2009）在《图像变换域数字水印技术研究》文中进行了进一步梳理互联网的高速发展和普及,加速了数字时代的到来,数字媒体内容如图像、文本、音频和视频等的存储与传播变得非常方便。数字多媒体信息的安全问题成为目前一个相当重要而富有挑战性的研究课题,数字水印技术在此背景下受到国际学术界和企业界的高度关注,成为信息安全领域发展最快的热点技术之一。本论文以静态图像为研究对象,紧紧围绕不可见性、鲁棒性、盲检测技术等原则,在图像的变换域上研究适应于版权保护的鲁棒性强的水印算法。研究的内容主要包括以下几个方面：1.针对水印图像和载体图像相邻像素的强相关性,提出了一种新的图像置乱方法。分析了置乱水印图像和置乱载体图像对数字水印系统的性能影响,设计了一种新的双混沌序列置乱的方法来置乱水印图像和载体图像。实验证明该置乱方法,应用到置乱水印图像时能提高水印系统的抗剪裁性能和安全性能；另外,为了试验置乱载体图像对水印系统的性能影响,在经典的NEC实验中加入置乱载体图像的步骤,进行水印嵌入和检测实验,结果表明置乱载体图像虽然能小幅度提高水印的相关检测值,但在抵抗最基本的JPEG压缩攻击中,载体图像置乱后的水印系统性能较未置乱时差且下降很快,会减弱水印系统的鲁棒性,得出了不适宜置乱载体图像来嵌入水印的结论。2.在去相关性好的图像PCA变换域中提出了两种水印算法,即PCA域量化水印算法和PCA域零水印算法,并提出一种将PCA域零水印算法应用于网络多媒体版权保护的简单模型。传统基于PCA的数字水印技术,在图像分块PCA变换后的主成分上加性地嵌入水印易导致水印化图像视觉失真,而且提取时需要原始图像,为此,本文提出了一种不易导致图像失真,并且提取时不需要原始图像的新的PCA域水印量化算法,该算法先将图像分块,然后进行PCA变换,在主分量上采用DM-QIM量化的方式嵌入水印。实验结果证明该算法比传统的PCA水印算法更能抵抗JPEG压缩和剪切攻击。针对传统数字水印技术在图像中嵌入水印信息会导致图像一定程度上的失真,且图像受到各种攻击后难以提取出水印的问题,提出了一种零水印算法。该方法能在不导致图像失真的情况下起到版权保护的作用。其核心思想是：先对图像进行分块,进行PCA变换,得到图像的主要分量,基于Renyi映射生成混沌序列对图像主要分量进行位置置乱,比较置乱后相邻的主分量系数之间的大小生成特征水印。当对待认证图像进行认证时,用同样的方法提取该认证图像的特征水印,根据特征水印的相似率来判断图像的版权和所有权。实验结果表明,该算法有很好的不可察觉性,并对一些常见的攻击有很强的鲁棒性。针对网络多媒体内容版权保护时需要盲检测和速度快的特点,将PCA变换域零水印算法改造为盲检测的,实验结果表明PCA域的盲检测水印算法和非盲检测水印算法,在JPEG压缩和加噪、滤波类的攻击下,水印化图像的主分量的系数之间的大小关系能较好地保持不变。两种算法检测到的水印相似率呈现出一致性,证明了选择主分量构造零水印算法有较强的鲁棒性。进一步介绍了将盲检测算法用于网络多媒体版权保护的简单系统模型,并阐述了系统的具体流程。3.为了更好地实现彩色图像的版权保护,从理论上说明了应该选择彩色图像绿色分量嵌入水印,并提出了一种新的适应彩色图像的盲水印算法。该法先对宿主图像的绿色分量以8×8像素分块进行DCT变换,然后将二值水印图像用两个互不相关的伪随机序列扩频调制,为了最大限度地增强水印强度且不影响透明性,引入人眼视觉掩蔽因子,根据视觉掩蔽因子大小控制调制好的水印不同强度地嵌入到DCT变换域的中频子带系数上。该法通过比较两个伪随机序列和水印化图像的相关性大小来提取水印,不需要原始图像的参与,为盲水印算法。实验结果表明该算法对加噪、剪切、滤波和JPEG压缩有很好的鲁棒性,绿色分量嵌入水印抗JPEG有损压缩攻击的能力远远好于红色分量和蓝色分量。4.寻找最优的适合嵌入水印的变换域是数字水印研究的重点之一,本文针对小波变换域不是图像轮廓边缘特征最佳表示的问题,利用更适合表示图像边缘轮廓特征的脊波变换域设计出两个新的图像脊波变换域水印算法,即脊波变换域低频奇偶量化水印算法和脊波变换域高频扩频水印算法。实验结果表明这两种算法在嵌入水印强度较大的情况下都不易引起水印化图像失真,且都有较好的鲁棒性。特别的,脊波变换域奇偶量化水印算法在抵抗JPEG压缩和滤波攻击方面鲁棒性很强,脊波变换域扩频水印算法在抵抗灰度增强或减弱、加噪攻击方面鲁棒性很强。

赵玉霞^[3]（2008）在《数字水印关键技术研究及应用》文中研究指明随着Internet的日益普及,数字化多媒体信息的安全问题正日益成为人们关注的焦点。因此,如何既充分利用Internet的便利,又能有效地保护知识产权,已受到人们的高度重视。在这种背景下,数字水印技术正式诞生了。如今,数字水印作为知识产权保护的主要手段,正得到广泛研究与应用。本文在深入研究分析已有数字水印算法的基础上,运用混沌映射、提升小波等方法,就彩色数字图像水印技术进行了进一步的研究。本文的主要工作如下:（1）给出一种新的基于混沌序列的数字图像的置乱算法。算法采用两种性能较好的混沌映射—Logistic映射和Hybrid映射,同时置乱加密数字图像。通过仿真实验验证了方法的有效性,并对其加密的安全性给出了分析结果。（2）基于HVS、混沌序列和提升小波,给出一种新的自适应彩色数字图像脆弱水印算法。算法依据HVS的纹理掩蔽特性和不同分解层次的小波子块对噪声的不同掩蔽特性,给出各分块不同的水印嵌入强度,将水印图像自适应地嵌入到彩色载体图像;应用提升小波对载体图像进行小波分解,提高了算法的效率。大量仿真实验表明,算法效率较高、安全性高、隐藏效果和脆弱性好,能够起到图像认证作用。（3）提出一种基于混沌系统与提升小波彩色数字图像盲水印算法。算法考虑了HVS的纹理掩蔽特性,根据不同小波分解后的不同子带对噪声的不同掩蔽特性给出各子带不同的水印嵌入方法,使算法既有很好的隐藏效果又有很强的鲁棒性;采用扩频、Arnold变换、Logistic混沌映射和Hybrid混沌映射对水印进行置乱处理,保证了算法的安全性。大量攻击实验表明,该算法具有较好的鲁棒性和安全性。（4）提出一种基于混沌序列和提升小波的抗剪切攻击的彩色数字图像盲水印算法。算法根据不同小波分解后的不同子带对噪声的不同掩蔽特性,给出各子带不同的水印嵌入方法;对水印进行扩频处理,并采用两种混沌映射同时对扩频后的水印进行置乱预处理,进一步增强了算法的安全性。实验表明,该算法具有较高的效率、很好的隐藏性、安全性和鲁棒性,是一个有效的盲水印算法。（5）研究了双重水印技术,提出一种基于HVS和混沌系统的彩色图像双重水印算法。脆弱水印用来确认图像是否被修改,鲁棒水印用来进行版权保护。大量仿真实验表明该算法安全性高、隐藏效果好,但鲁棒水印的鲁棒性有待进一步加强。

王炎,史谨璠,王建军,张立明^[4]（2004）在《一种新的混沌序列扩频水印算法》文中指出提出了一种新的混沌序列扩频水印算法。该算法将混沌序列应用于水印嵌入算法的三个不同环节:水印密文的产生、子图像的选取以及DS-CDMA伪随机码的产生,使得混沌序列适用于噪声调制的统计特性得到充分应用。水印的提取利用了相关性检测。实验结果表明,该算法对于常用的信号处理攻击和几何变形攻击具有较高的鲁棒性。

二、一种新的混沌序列扩频水印算法（论文开题报告）

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、一种新的混沌序列扩频水印算法（论文提纲范文）

（1）高速长周期混沌序列的研究及应用（论文提纲范文）

（2）图像变换域数字水印技术研究（论文提纲范文）

（3）数字水印关键技术研究及应用（论文提纲范文）

四、一种新的混沌序列扩频水印算法（论文参考文献）

• [1]高速长周期混沌序列的研究及应用[D]. 张艳. 电子科技大学, 2019(01)
• [2]图像变换域数字水印技术研究[D]. 胡裕峰. 浙江大学, 2009(04)
• [3]数字水印关键技术研究及应用[D]. 赵玉霞. 西北大学, 2008(11)
• [4]一种新的混沌序列扩频水印算法[J]. 王炎,史谨璠,王建军,张立明. 信息与电子工程, 2004(04)

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