大学硕士论文答辩ppt课件

,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,西北大学硕士论文答辩,*,西北大学硕士论文答辩,导师：,教授,学生：,变换域数字水印抗旋转缩放方法研究,西北大学硕士论文答辩导师：教授学生：变换域数字水印抗旋转缩,提纲,研究背景、意义及研究现状,1,2,3,4,研究前的准备工作,空频结合的抗旋转缩放数字水印,总结及展望,5,基于二代曲波变换的鲁棒数字水印,提纲研究背景、意义及研究现状1234研究前的准备工作空频结合,研究背景和意义,互联网时代的数字作品版权保护是一个急需解决的问题,通过嵌入人类知觉系统难以察觉的数字水印，可以判断有争议的数字作品是否受到版权保护、对作品的真伪进行鉴别、进行篡改提示,研究背景和意义,研究现状,目前国际上的数字水印研究主要集中于以下方向,1,、各种变换域图像鲁棒数字水印算法研究；,2,、水印系统评价理论和测试标准研究；,3,、水印攻击建模研究。,研究现状目前国际上的数字水印研究主要集中于以下方向,研究现状,变换域水印常见,变换方法,传统变换方法,离散小波变换（,DWT,）,离散傅里叶变换（,DFT,）,离散余弦变换（,DCT,）,奇异值分解（,SVD,）,小波包变换（,WPT,）,分数阶傅里叶变换（,FRFT,）,多尺度几何分析变换方法,脊波（,Ridgelet,）变换,曲波（,Curvelet,）变换,轮廓波（,Contourlet,）变换,Bandelet,变换,Beamlet,变换,Wedgelet,变换,研究现状变换域水印常见变换方法多尺度几何分析变换方法,研究前的准备工作,曲波变换对奇异曲线的稀疏表示,（,a,）小波,（,b,）曲波,研究前的准备工作曲波变换对奇异曲线的稀疏表示 （a）小波（,研究前的准备工作,两种快速离散方法的时间性能比较（单位：,s,）,测试图像,Wrapping,USFFT,变换,逆变换,变换,逆变换,Cameraman,0.24638,0.268214,1.044175,4.677418,Lena,0.873261,0.992975,3.193122,19.632545,研究前的准备工作两种快速离散方法的时间性能比较（单位：s）测,研究前的准备工作,修改一个系数后形成的“划痕”图像,(a),原图像,(b)“,划痕”图像,研究前的准备工作修改一个系数后形成的“划痕”图像 (,基于二代曲波变换的鲁棒数字水印,算法难点分析,1.,如何处理“划痕”问题,控制嵌入深度,2.,如何增强水印鲁棒性,嵌入较大的曲波系数中,3.,系数选择策略,将待选系数从大到小排序后剔除相邻系数,基于二代曲波变换的鲁棒数字水印算法难点分析,基于二代曲波变换的鲁棒数字水印,水印嵌入算法,Step1.,对载体图像使用,Wrapping,方法进行曲波变换；,Step2.,进行水印预处理得到二值序列；,Step3.,进行曲波系数选择，保存选中的系数值和其位置备用；,Step4.,依次对每个选中的曲波系数嵌入一位水印数据,Step5.,进行曲波逆变换得到含水印图像。,基于二代曲波变换的鲁棒数字水印水印嵌入算法,基于二代曲波变换的鲁棒数字水印,水印提取算法,Step1.,对含水印图像进行曲波变换，得到系数矩阵；,Step2.,根据原始的曲波系数及其位置信息提取二值水印序列；,Step3.,将提取出的二值水印序列进一步处理后得到水印图像。,基于二代曲波变换的鲁棒数字水印水印提取算法,基于二代曲波变换的鲁棒数字水印,算法鲁棒性测试,(a),载体图像和水印图像,(b),含水印图像和提取水印,基于二代曲波变换的鲁棒数字水印算法鲁棒性测试,基于二代曲波变换的鲁棒数字水印,算法鲁棒性测试,(a),JPEG,压缩攻击（,Q=70,）及所提取水印,(b)JPEG,压缩攻击（,Q=40,）及所提取水印,基于二代曲波变换的鲁棒数字水印算法鲁棒性测试,基于二代曲波变换的鲁棒数字水印,算法鲁棒性测试,(a),边长变为,1.8,倍再恢复及所提取水印,(b),高斯低通滤波攻击及所提取水印,基于二代曲波变换的鲁棒数字水印算法鲁棒性测试,基于二代曲波变换的鲁棒数字水印,算法鲁棒性测试,(a)33,中值滤波攻击及所提取水印,(b)33,维纳滤波攻击及所提取水印,基于二代曲波变换的鲁棒数字水印算法鲁棒性测试,基于二代曲波变换的鲁棒数字水印,具体实验数据,攻击类型,PSNR,NC,未攻击,48.102,0.99724,JPEG,压缩,Q,=70,44.6424,0.99172,JPEG,压缩,Q,=40,35.8159,0.96485,JPEG,压缩,Q,=20,33.3877,0.89444,JPEG,压缩,Q,=15,32.227,0.86898,添加高斯噪声,0.002,27.0057,0.89742,添加椒盐噪声,0.01,25.4203,0.8645,添加乘性噪声,0.01,25.6497,0.87305,攻击类型,PSNR,NC,剪切,1/16,面积,18.0968,0.93695,剪切,1/8,面积,14.6579,0.89187,剪切,1/4,面积,11.9438,0.84485,高斯低通滤波,40.6821,0.98621,中值滤波,33,35.8789,0.97729,中值滤波,55,31.3944,0.88029,维纳滤波,33,38.3997,0.97395,维纳滤波,55,34.8864,0.88159,基于二代曲波变换的鲁棒数字水印具体实验数据攻击类型PSNRN,基于二代曲波变换的鲁棒数字水印,与文献,15,两种,DCT,水印算法的性能对比,(,NC,),攻击种类,文献,15,分块,DCT,中频算法,文献,15,分块,DCT,自适应算法,本章算法,压缩攻击,(,Q,=80)0.8718,(,Q,=80)0.9656,(,Q,=70)0.99172,高斯噪声,0.7654,0.7926,0.89742,椒盐噪声,0.8620,0.8530,0.8645,高斯低通滤波,0.5992,0.8531,0.98621,基于二代曲波变换的鲁棒数字水印与文献15两种DCT水印算,基于二代曲波变换的鲁棒数字水印,与文献16小波分块算法的性能对比（,NC,）,操作,文献,16,算法,本章算法,未攻击,0.9882,0.99724,高斯噪声,0.002,0.7205,0.89742,椒盐噪声,0.01,0.7734,0.8645,乘性噪声,0.01,0.7553,0.87305,中值滤波,33,0.8561,0.97729,中值滤波,55,0.7593,0.88029,基于二代曲波变换的鲁棒数字水印与文献16小波分块算法的性,空频结合的抗旋转缩放数字水印,背景知识,抗,几何攻击,，,特别是抗旋转缩放攻击是变换域数字水印算法的难点,，,也是数字水印技术进入实用化的瓶颈,受到几何攻击的含水印载体图像中通常依然包含水印信息，但水印的同步性已经遭到破坏,目前抗几何攻击的数字水印典型算法大致可划分为四大类即穷举法、同步模板法、不变水印法、绝对同步法,空频结合的抗旋转缩放数字水印 背景知识,空频结合的抗旋转缩放数字水印,文献,45,空频域相结合算法,在彩色图像的一个分量嵌入空域水印，另一个分量的小波域中嵌入水印。,思想简单、实现容易。,缺点：,对缩小攻击抵抗能力较差；,频域水印鲁棒性还可以提高。,空频结合的抗旋转缩放数字水印文献45空频域相结合算法,空频结合的抗旋转缩放数字水印,算法简介,本章算法借鉴了文献,45,空频结合的算法思想,频域水印基于二代曲波变换实现,频域水印嵌入到图像的绿色分量以得到更高的鲁棒性,空域水印嵌入图像的蓝色分量以提高水印不可见性,空频结合的抗旋转缩放数字水印 算法简介,空频结合的抗旋转缩放数字水印,空域水印的嵌入算法,Step1.,按水印尺寸,ef,把蓝色分量均匀划分成,ef,个子块,Step2.,在子块的每个像素中都嵌入对应的一位水印信息,Step3.,用上述方法依次处理每个子块，最后就得到了包含水印图像的蓝色分量,空频结合的抗旋转缩放数字水印空域水印的嵌入算法,空频结合的抗旋转缩放数字水印,空域水印的提取算法,Step1.,尽可能均匀地划分待检测图像的蓝色分量，得到,ef,个子块,Step2.,从每个子块图像中提取出所对应的一位水印信息；,Step3.,处理完所有子块图像后得到空域水印。,空频结合的抗旋转缩放数字水印空域水印的提取算法,空频结合的抗旋转缩放数字水印,旋转攻击,(,a,),逆时针旋转,10,度及提取水印,(,b,),顺时针旋转,70,度及提取水印,空频结合的抗旋转缩放数字水印旋转攻击,空频结合的抗旋转缩放数字水印,缩放攻击,边长缩放比例,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.1,1.2,1.5,提取水印图像,NC,值,0.79786,0.83794,0.93285,0.98511,1,1,1,1,空频结合的抗旋转缩放数字水印缩放攻击 边长缩放比例0.50.,空频结合的抗旋转缩放数字水印,剪切攻击、宽高比调整攻击,(,a,),剪切攻击及提取水印,(,b,),宽度调整为,0.9,倍，高度调整为,0.8,倍及提取水印,空频结合的抗旋转缩放数字水印剪切攻击、宽高比调整攻击,空频结合的抗旋转缩放数字水印,组合几何攻击,(,a,),逆时针旋转,20,度后长宽放大为原来的,1.8,倍再剪切及提取水印,空频结合的抗旋转缩放数字水印组合几何攻击,空频结合的抗旋转缩放数字水印,各种信号处理攻击,(,a,)JPEG,压缩,(,Q,=60),及提取水印,(,b,),高斯低通滤波攻击及提取水印,空频结合的抗旋转缩放数字水印各种信号处理攻击,空频结合的抗旋转缩放数字水印,各种信号处理攻击,(,a,),椒盐噪声攻击及提取水印,(,b,),高斯噪声攻击及提取水印,空频结合的抗旋转缩放数字水印各种信号处理攻击,空频结合的抗旋转缩放数字水印,与文献,45,空频结合算法水印视觉效果对比,攻击方式,文献,45,算法,本章算法,压缩攻击,高斯噪声攻击,组合几何攻击,旋转攻击,宽高比调整攻击,缩放攻击,空频结合的抗旋转缩放数字水印与文献45空频结合算法水印视,空频结合的抗旋转缩放数字水印,与文献,15,分块,DCT,中频算法性能对比,文献,15,算法,本章算法,压缩攻击,Q,=80,时,NC,=0.8718,Q,=60,时,NC,=0.93724,高斯噪声,NC,=0.7654,NC,=0.87339,椒盐噪声,NC,=0.8620,NC,=0.83935,高斯低通滤波,NC,=0.5992,NC,=0.85641,能否抵抗旋转攻击,否,能,能否抵抗缩放攻击,否,能,能否抵抗组合几何攻击,否,能,空频结合的抗旋转缩放数字水印与文献15 分块DCT中频算,空频结合的抗旋转缩放数字水印,工作总结,提出了一种以灰度图像为载体，基于第二代曲波变换的鲁棒数字水印算法。实验结果显示算法在满足水印不可见性要求的同时，抵抗,JPEG,压缩攻击的能力很强，对噪声攻击、剪切攻击、滤波攻击等也表现出了较好的鲁棒性。,空频结合的抗旋转缩放数字水印工作总结,空频结合的抗旋转缩放数字水印,工作总结,提出了一种采用空频域相结合的办法实现的抗几何攻击的数字水印算法，其中频域水印基于第二代曲波变换实现。数值实验结果表明，算法可以有效抵抗各种几何攻击（包括组合几何攻击）及各种常见信号处理攻击。,空频结合的抗旋转缩放数字水印工作总结,空频结合的抗旋转缩放数字水印,未来工作的展望,在同一载体中使用不同的算法嵌入多个水印。,将第二代曲波变换用于脆弱性或半脆弱性水印方向。,研究不对称的水印算法。,空频结合的抗旋转缩放数字水印未来工作的展望,Thank You!,欢迎各位专家提出宝贵意见,Thank You!欢迎各位专家提出宝贵意见,