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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:廖宜緯
研究生(外文):Yoshi Liao
論文名稱:ANewWaveletTreebasedschemeforWatermarkingImage
論文名稱(外文):一種以小波樹為基礎的影像浮水印方法
指導教授:連國珍連國珍引用關係
指導教授(外文):Brian Lien
學位類別:碩士
校院名稱:輔仁大學
系所名稱:資訊工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:浮水印資訊隱藏小波樹
外文關鍵詞:watermarkingdata hidingwavelet treeafterissuedata
相關次數:
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版權保護(Copyright Protection)—浮水印一個很重要的應用。對於公開的數位資料,使得浮水印對於攻擊有著良好的抵抗能力,一直是此應用所關切的議題。離散小波轉換有著不同於離散餘弦(Discrete Cosine Transform, DCT)轉換與離散傅利葉(Discrete Fourier Transform, DFT)轉換的優點,利用這些優點來達到資訊隱藏(data hiding)的目的。此篇論文根據離散小波轉換,提出一個以小波樹(wavelet tree)為基礎,屬於半盲目(semi-blind)的數位浮水印機制。將原影像經過離散小波轉換的分解出多個頻帶,之後將這些具有父親小孩(parent-child)相互關係小波係數組合形成小波樹,兩兩小波樹再組合形成一個集合,我們稱之為超級樹(super tree)。利用一個記錄表記錄著兩兩成對的超級樹配對順序,憑藉兩兩超級樹本身所具有的平均值大小,用來嵌入浮水印位元,浮水印將嵌入於較重要的高頻頻帶內。對於各種攻擊的抵抗能力,我們將使用stirmarkbenchmark這套工具來驗證。
Copyright Protection—it is a crucial application for watermarking. We want to make watermark resistant against various attacks in public digital data. It is an issue that the application concerns. DWT(Discrete Wavelet Transform) uses some advantages different from DCT(Discrete Cosine Transform) and DFT(Discrete Fourier Transform) to achieve a goal—data hiding. This paper proposes a wavelet-tree watermarking scheme in DWT domain. After a host image is decomposed to many sub-bands by DWT, the wavelet coefficients with parent-child relation are formed wavelet trees. A couple of wavelet trees are grouped into so-called super trees. We use table to record the order that the super trees match. Watermarks are embedded into image according to the mean value of super tree. The watermarks will embed high frequency bands. Finally, I will use stirmarkbenchmark to prove the robustness of the watermarks against many attacks.
目次
中文摘要
Abstract
誌謝
目次
圖表列表
1. 簡介-------------------------------------------------- 1
1.1. 浮水印的目的-------------------------------------1
1.2. 何謂數位浮水印-----------------------------------1
1.3. 浮水印的相關議題--------------------------------- 3
1.4. 浮水印機制的分類---------------------------------5
1.5. 論文的章節---------------------------------------6
2. 相關工作-----------------------------------------------8
2.1. 離散小波轉換------------------------------------- 8
2.2. 小波樹------------------------------------------12
2.3. 小波係數的特性----------------------------------13
2.4. 相關技術----------------------------------------15
2.4.1. ZHANG Guannan, WANG Shuxun and WEN Quan, 2004
-------------------------------------------15
2.4.2. D. Kunder and D. Hatizinakos, 1998
-------------------------------------------17
2.4.3. Dekun Zou, Yun Q. Shi and Zhicheng Ni, 2004
-------------------------------------------21
2.4.4. Behjat Forouzandeh, Amirali Shirazi Beheshti , Kamal Abdi,&Shohreh sharif Mansouri, 2006
-------------------------------------------24
2.4.5. Shin-Hao Wang and Yuan-Pei Lin,2004
-------------------------------------------27
2.5. 如何計算影像的品質------------------------------34
2.6. 浮水印的取出率----------------------------------35
3. 我所提出的方法 ----------------------------------------36
3.1. 小波樹的平均值之特性----------------------------36
3.2. 增加超級樹之間的差異程度------------------------38
3.3. 發現的問題--------------------------------------39
3.4. 計算臨界值--------------------------------------41
3.5. 嵌入浮水印的程序--------------------------------41
3.6. 取出浮水印的程序--------------------------------44
3.7.安全性 ------------------------------------------44
4. 實驗的結果--------------------------------------------46
4.1. 比較的標準--------------------------------------46
4.2. 結果--------------------------------------------47
4.3. 分析 --------------------------------------------75
4.3.1. 強韌度 ------------------------------------75
4.3.2. 空間消耗 ----------------------------------76
5. 結論與未來展望----------------------------------------77
參考文獻-------------------------------------------------78











圖形列表
圖1.1 影像浮水印機制的架構圖-----------------------------2
圖1.2 嵌入可視浮水印的影像-------------------------------6
圖 2.1 大樹的影像-----------------------------------------8
圖2.2 將低頻成份破壞後的影像-----------------------------8
圖2.3 將高頻成份破壞後的影像-----------------------------9
圖 2.4 Lena影像----------------------------------------10
圖 2.5 經過1階層哈小波轉換的Lena影像--------------------10
圖 2.6 離散小波領域四個頻帶------------------------------10
圖 2.7 21個小波係數形成一個小波樹----------------------13
圖 2.8(a)影像經由1階離散小波轉換, 頻帶內小波係數的分布
-----------------------------------------------14
圖2.8(b)影像經由1階離散小波轉換, 頻帶內小波係數的分布
-----------------------------------------------14
圖 2.8(c)影像經由1階離散小波轉換, 頻帶內小波係數的分布
----------------------------------------------14
圖 2.9 取出三個小波係數方式-----------------------------18
圖2.10 嵌入浮水印的流程圖-------------------------------18
圖 2.11 依照所要嵌入的浮水印位元,量化的方法--------------20
圖2.12 嵌入浮水印的流程圖-------------------------------22
圖 2.13 經2階層小波轉換後產生七個頻帶-------------------26
圖 2.14嵌入浮水印的流程圖-------------------------------28
圖 2.15 分解後產生13個頻帶------------------------------29
圖 2.16 42個係數的二元表示圖---------------------------31
圖2.17 依據 來量化超級樹的方式-------------------------31
圖2.18 取出浮水印的流程圖-------------------------------32
圖3.1(a) 未經破壞小波樹平均值分布-----------------------37
圖 3.1(b) 經JPEG破壞後小波樹平均值分布------------------37
圖3.1(c) 經高斯模糊破壞後小波樹平均值分布---------------37
圖3.1(d) 經銳化破壞後小波樹平均值分布-------------------37
圖3.1(e) 經中間濾波破壞後小波樹平均值分布---------------37
圖3.1(e) 經由雜訊破壞的小波樹平均值分布-----------------37
圖3.2 影像產生出浮水印的特徵----------------------------39
圖3.3 嵌入浮水印的流程圖--------------------------------42
圖3.4 排序後超級樹的配對方式----------------------------43
圖3.5 取出浮水印的流程圖--------------------------------44
圖 4.1 與取出浮水印的正確率之關係----------------------47
圖 4.2 經由Level=0雜訊破壞的影像------------------------53
圖 4.3 經由Level=20雜訊破壞的影像-----------------------54
圖 4.4 經由Level=100 JPEG壓縮破壞的影像------------------55
圖 4.5 經由Level=90 JPEG壓縮破壞的影像-------------------56
圖 4.6 經由Level=80 JPEG壓縮破壞的影像-------------------57
圖 4.7 經由Level=70 JPEG壓縮破壞的影像-------------------58
圖 4.8 經由 中間濾波破壞的影像------------------------59
圖 4.9 經由 中間濾波破壞的影像------------------------60
圖 4.10 經由 中間濾波破壞的影像-----------------------61
圖 4.11 經由 中間濾波破壞的影像-----------------------62
圖4.12 經由高斯濾波破壞的影像---------------------------63
圖4.13 經由銳化破壞的影像-------------------------------64
圖 4.14 經由Level=100 RemoveLine破壞的影像---------------65
圖 4.15 經由Level=90 RemoveLine破壞的影像----------------66
圖 4.16 經由Level=80 RemoveLine破壞的影像----------------67
圖 4.17 經由Level=70 RemoveLine破壞的影像----------------68
圖4.18 裁切中間 區塊的影像------------------------69
圖4.19 裁切中間 區塊的影像------------------------70
圖 4.20 影像逆時針旋轉 ---------------------------------71
圖 4.21 影像逆時針旋轉 ---------------------------------72
圖 4.22 影像順時針旋轉 ---------------------------------73
圖 4.23 影像順時針旋轉 ---------------------------------74
圖 4.24 所有攻擊NC值的比較------------------------------76
[1]Emir Ganic and Ahmet M. Eskicioglu, “Robust DWT-SVD Domain Image Watermaring : Embedding Data in All Frequenceies",ACM, pp.166-174,Sep.2004.
[2]R. Mehul and R. Priti"Discre Wavelet Transform Based Multiple Watermarking Schem",Proceedings of IEEE Region 10 Technical Conferece on Convergent Technologies for the Asis-Pacific, Bangalore, India,October 14-17, 2003.
[3]ZHANG Guannan, WANG Shuxun and WEN Quan,"AN ADAPTIVE BLOCK-BASED BLIND WATERMARKING ALGORITHM",ICSP'04 Proceedings,pp.2294-2297,2004
[4]Behjat Forouzandeh, Amirali Shirazi Beheshti , Kamal Abdi,&Shohreh sharif Mansouri,"Wavetermark embedding based on statistical specification of wavelet coefficients in subbands",ICET 2006,pp.211-216,November 2006
[5]Pengfei Yu,"Blind Watermarking Scheme based on the Sign of Wavelet Coefficients",ICSP 2006 Proceedings,2006
[6]D. Kundur and D. Hatzinakos,"Digital watermarking using
multiresolution wavelet decomposition",in Proc. IEEE ICASSP, vol. 5,pp.2969-2972,May 1998
[7] Dekun Zou, Yun Q. Shi and Zhicheng Ni,"A SEMI-FRAGILE LOSSLESS DIGITAL WATERMARKING SCHEME BASED ON INTERGER WAVELET TRANSFORM",2004 IEEE 6th Workshop on Multimedia Signal Processing,pp.195-198,2004
[8] J. M. Shapiro, “Embedded image coding using zerotrees of wavelet coefficients,"IEEE Trans. Signal Processing, vol. 41, pp. 3445–3462, Dec. 1993.
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[11]Enping Li,Huanqing Liang and Xinxin Niu,"Blind Image Watermarking Scheme Based on Wavelet Tree Quantization Robust to Geometric Attack", Proceedding of the 6th World Congress on
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[12]HE Quan and HE Suqin, "A RAGILE WATERMARKING BASED ON THE TRIPLET OF WAVELET COEFFICIENTS",ICSP 04, 2004.
[13]Jin-Wook Shin, Jucheng Yang, Hyouck-Min Yoo and Dong-Sun Park, "Copyright Protection Method using the Combination of Wavelet Coefficients and Copyright Message",2006
[14]Tzung-Her Chen, Gwoboa Horng and Wei-Bin Lee."A Publicly Verifiable Copyright-Proving Scheme Resistant to Malicious Attacks",IEEE TRANSACTION ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, VOL.52, NO.1 pp.327-334,February 2005.
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