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采用奇异值分解的数字水印嵌入算法
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2009-07-30
李丽
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提出一种新的数字水印嵌入算法，采用奇异值分解(SVD)算法对数据进行分解变换。利用正交矩阵作为容器进行水印嵌入，并通过参数的选择和纠错码的使用提高水印的隐蔽性和鲁棒性。
由于数字技术的快速发展和 Internet 应用的日益广泛，具有数字特征的数字媒体极易
被复制、篡改、非法传播以及蓄意攻击。为了保护其版权，人们采用了数字水印技术。数字水印（Digital Watermark）技术是信息隐藏技术的一种，它通过一定的算法将一些标志性信息直接嵌入到数字媒体内容当中，但不影响原内容的价值和使用，并且不能被人的知觉系统觉察或注意到，只有通过专用的检测器或阅读器才能提取[1]。
目前提出的数字水印嵌入方法基本分为两类：基于空间域和基于变换域的方法[2]。
空间域数字水印常用的技术有最低有效位算法（LSB）和扩展频谱方法。最低有效位算
法虽然可以隐藏较多的信息，但隐藏的信息容易被移去，同时很容易受到有损压缩、量化、有噪声信道传输的影响而丢失,无法满足数字水印的鲁棒性。扩展频谱方法虽然具有抗干扰性强、高度保密的特性，但是由于扩展频谱是将水印信息散布于整个频谱，因此它的检测或提取过程比较复杂，而且难度比较大。
变换域数字水印是指在DCT 变换域、时/频变换域（DFT）或小波变换域（DWT）上隐藏水印。它能较好地满足数字水印技术的透明性和鲁棒性要求。但是由于其自身的特点，它难以嵌入大容量的水印信息。
本文提出了使用奇异值分解法（SVD）对水印信息进行分解表示而不是频域变换。该方
法极大提高了水印的嵌入容量。在水印的嵌入过程中，使用序列密码加强水印的保密性，同时使用汉明纠错码和算法的迭代保证了水印在提取时有较强的鲁棒性。本文以图像数据作为水印载体进行水印嵌入。另外该方法经过修改也可以应用到音频和视频数据上。
由于数字技术的快速发展和 Internet 应用的日益广泛，具有数字特征的数字媒体极易
被复制、篡改、非法传播以及蓄意攻击。为了保护其版权，人们采用了数字水印技术。数字水印（Digital Watermark）技术是信息隐藏技术的一种，它通过一定的算法将一些标志性信息直接嵌入到数字媒体内容当中，但不影响原内容的价值和使用，并且不能被人的知觉系统觉察或注意到，只有通过专用的检测器或阅读器才能提取[1]。
目前提出的数字水印嵌入方法基本分为两类：基于空间域和基于变换域的方法[2]。
空间域数字水印常用的技术有最低有效位算法（LSB）和扩展频谱方法。最低有效位算
法虽然可以隐藏较多的信息，但隐藏的信息容易被移去，同时很容易受到有损压缩、量化、有噪声信道传输的影响而丢失,无法满足数字水印的鲁棒性。扩展频谱方法虽然具有抗干扰性强、高度保密的特性，但是由于扩展频谱是将水印信息散布于整个频谱，因此它的检测或提取过程比较复杂，而且难度比较大。
变换域数字水印是指在DCT 变换域、时/频变换域（DFT）或小波变换域（DWT）上隐藏水印。它能较好地满足数字水印技术的透明性和鲁棒性要求。但是由于其自身的特点，它难以嵌入大容量的水印信息。
本文提出了使用奇异值分解法（SVD）对水印信息进行分解表示而不是频域变换。该方
法极大提高了水印的嵌入容量。在水印的嵌入过程中，使用序列密码加强水印的保密性，同时使用汉明纠错码和算法的迭代保证了水印在提取时有较强的鲁棒性。本文以图像数据作为水印载体进行水印嵌入。另外该方法经过修改也可以应用到音频和视频数据上。
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