目录 1
前言 1
第一章 绪论 1
1.1 网络信息安全 1
1.1.1 网络时代和信息安全问题 1
1.1.2 信息安全技术概述 4
1.2 密码技术简介 5
1.2.1 基本概念 5
1.2.2 经典加密算法 6
1.2.3 对称密码算法 8
1.2.4 公钥密码算法 9
1.2.5 混合密码系统 10
1.2.6 数字签名和数字证书 11
1.3 信息隐藏技术简介 14
1.3.1 基本概念 14
1.3.2 主要分支简介 19
1.3.3 信息隐藏技术的发展 22
1.4 隐写术概论 24
1.4.1 基本概念 24
1.4.2 语义隐写术 28
1.4.3 技术隐写术 30
1.5 数字水印技术概述 32
1.5.1 数字水印技术的需求背景 34
1.5.2 数字水印概念 35
1.5.3 数字水印系统的基本框架 36
1.5.4 基于通信系统的数字水印模型 37
1.5.5 数字水印系统的几何模型 41
1.5.6 数字水印及处理技术的分类 44
1.6 数字水印技术的应用和特性 46
1.6.1 应用 46
1.6.2 特性 48
1.7.1 评价问题 50
1.7 数字水印系统的相关问题 50
1.7.2 标准化问题 52
1.7.3 法律问题 53
参考文献 55
第二章 数字水印生成技术 57
2.1 引言 57
2.2 伪随机水印生成 59
2.2.1 伪随机序列水印生成 60
2.2.2 伪随机序列与原始信息的相乘或异或 63
2.2.3 原始信息的伪随机排序 63
2.2.4 实伪随机序列生成 64
2.3.1 扩频原理 65
2.3 扩频水印生成 65
2.3.2 扩频水印生成方法 68
2.4 混沌水印生成 74
2.4.1 混沌的概念 74
2.4.2 混沌水印生成方法 75
2.5 纠错编码水印生成 79
2.5.1 纠错编码基本概念和基本原理 79
2.5.2 基于纠错编码的数字水印生成方法 82
2.6 基于分解的水印生成方法 94
2.6.1 基于阈值分解的数字水印生成 94
2.6.2 基于位分解的数字水印生成 95
2.6.3 基于高斯-拉普拉斯金字塔分解的数字水印生成 96
2.7 基于变换的水印生成 99
2.7.1 格式转化 99
2.7.2 变换域水印 101
2.7.3 基于压缩的数字水印生成 101
2.7.4 分形水印 103
2.7.5 低频水印生成 104
2.7.6 模拟函数水印生成 104
2.8 多分辨率水印生成 105
2.9 自适应水印生成 106
2.9.1 有原始信息参与的自适应水印生成算法 106
2.9.2 无原始信息参与的自适应生成算法 113
2.10 其他水印生成方法 116
2.10.1 圆环形水印生成 116
2.10.2 自相似水印生成 117
2.10.3 周期水印生成 118
2.10.4 六边形水印生成 119
2.10.5 基于奇异值分解的水印生成 119
2.10.6 基于可视密码术的水印生成 120
2.10.7 基于差分脉码调制的水印生成 121
2.10.8 基于半色调调整技术的水印生成 122
参考文献 123
2.11 小结 123
第三章 数字水印嵌入技术 137
3.1 时间／空间域数字水印嵌入技术 137
3.1.1 加性和乘性嵌入规则 137
3.1.2 位平面 140
3.1.3 统计特征 141
3.1.4 半色调图像的水印嵌入算法 149
3.1.5 替换 154
3.1.6 量化 161
3.1.7 关系 163
3.1.8 自适应 166
3.1.9 其他 167
3.2 DCT变换域数字水印嵌入技术 168
3.2.1 离散余弦变换的定义和说明 169
3.2.2 非自适应加性和乘性嵌入方式 170
3.2.3 基于量化的嵌入方式 174
3.2.4 相位调制 179
3.2.5 替换或交换嵌入方式 179
3.2.6 基于关系的嵌入方式 180
3.2.7 基于零树结构的嵌入方法 184
3.2.8 自适应嵌入方法 187
3.2.9 修改直流分量 188
3.2.10 其他嵌入方式 189
3.3 DWT变换域数字水印嵌入技术 191
3.3.1 离散小波变换的定义和说明 191
3.3.2 非自适应加性和乘性嵌入方式 201
3.3.3 基于量化的嵌入方式 205
3.3.4 基于替换的嵌入方式 217
3.3.5 基于关系的嵌入方式 220
3.3.6 基于树结构的嵌入方法 227
3.3.7 自适应嵌入方法 231
3.3.8 多分辨率嵌入方式 232
3.3.9 DWT和DCT结合的嵌入方式 238
3.4.1 离散傅里叶变换的定义和嵌入条件 240
3.4 D FT变换域数字水印嵌入技术 240
3.4.2 基于幅度调制的嵌入方法 242
3.4.3 基于相位调制的嵌入方法 242
3.4.4 基于量化的嵌入方法 243
3.4.5 直接修改复系数的嵌入方法 245
3.4.6 CDMA嵌入方式 245
3.4.7 基于能量关系的嵌入方法 246
3.4.8 修改窗函数 247
3.4.9 自适应嵌入方法 249
3.5 其他变换域数字水印嵌入技术 249
3.5.1 Fourier-Mellin变换 250
3.5.2 离散分数傅里叶变换域嵌入技术 252
3.5.3 哈德码变换域嵌入技术 258
3.5.4 Fresnel变换域嵌入技术 262
3.5.5 矢量变换域嵌入技术 264
3.5.6 KLT变换域嵌入技术 268
3.5.7 Gabor变换域嵌入技术 271
3.5.8 Zernike变换域嵌入技术 273
3.5.9 四元傅里叶变换域嵌入技术 275
3.6 压缩域数字水印嵌入技术 276
3.6.1 JPEG/JPEG2000压缩域嵌入技术 277
3.6.2 MPEG压缩域嵌入技术 285
3.6.3 VQ压缩域嵌入技术 294
参考文献 308
第四章 数字水印检测技术 330
4.1 引言 330
4.2 基于相关的水印检测算法 331
4.2.1 相关检测器 331
4.2.2 基于相似图的方法 334
4.2.3 采用白化滤波器提高相关检测器的性能 335
4.2.4 快速相关计算 338
4.2.5 广义相关检测 340
4.3.1 基于假设检验的水印检测 341
4.3 基于统计决策理论的检测算法 341
4.3.2 顺序检测算法 343
4.3.3 鲁棒检测算法 348
4.4 小结 351
参考文献 351
第五章 数字水印攻击技术 354
5.1 攻击方法的分类及其相关概念 354
5.1.1 鲁棒性 354
5.1.2 安全性 355
5.1.3 攻击方法的分类 357
5.1.4 受限的水印操作 359
5.1.5 关于对手的假设 360
5.2 非授权去除攻击 361
5.2.1 引言 361
5.2.2 去除攻击 363
5.2.3 掩盖攻击 367
5.2.4 对策 370
5.3 非授权嵌入攻击 372
5.3.1 引言 372
5.3.2 拷贝攻击 373
5.3.3 多重嵌入攻击 373
5.3.4 协议攻击 374
5.3.5 针对脆弱水印的非授权嵌入攻击 375
5.3.6 对策 377
5.4 非授权检测攻击 380
5.4.1 问题 380
5.4.2 对策 380
5.5 系统攻击 381
5.5.1 引言 381
5.5.2 体系结构问题 382
5.5.3 典型合法攻击 384
5.6 小结 384
参考文献 385
6.2.1 音频信号与数字音频 388
6.2 数字音频信号的特性 388
6.1 引言 388
第六章 数字音频和语音水印技术 388
6.2.2 听觉系统对声音的感知特性 391
6.2.3 MPEG编码中使用的心理声学模型 396
6.2.4 水印整形 398
6.2.5 对听觉感知模型的近似 398
6.3 音频水印系统的基本要求和基本模型 402
6.3.1 对音频水印系统的基本要求 402
6.4.1 基于扩频思想的算法 403
6.4 鲁棒数字音频水印技术 403
6.3.2 音频水印系统的基本模型 403
6.4.2 时域音频水印算法 409
6.4.3 变换域音频水印算法 414
6.4.4 压缩域水印算法 421
6.4.5 鲁棒音频水印中的同步问题 426
6.5 音频内容的真实性认证 428
6.6 多功能数字音频水印技术 434
6.7 数字音频水印的攻击和评测 435
6.7.1 针对音频水印系统的攻击 435
6.7.2 音频水印的评测标准 437
6.8.1 客观评价方法 440
6.8 含水印音频质量的评价 440
6.8.2 主观评价方法 441
6.9 数字语音水印技术 444
6.9.1 语音水印技术的用途 444
6.9.2 语音信号与宽带音频信号的差别 444
6.9.3 常用的语音水印方案 445
6.10 小结 448
参考文献 448
第七章 数字图像水印技术 453
7.1 数字图像信号及其感知特性 453
7.1.1 数字图像及其相关概念 453
7.1.2 人类视觉系统对数字图像的感知特性 455
7.2 数字图像水印系统的基本要求和基本模型 459
7.2.1 数字图像水印系统的基本要求 459
7.2.2 数字图像水印系统的基本模型 460
7.3 鲁棒数字图像水印技术 461
7.3.1 空域数字图像水印技术 461
7.3.2 变换域和压缩域数字图像水印技术 467
7.3.3 自适应数字图像水印技术 471
7.3.4 抗几何攻击的水印技术 478
7.3.5 最优数字图像水印技术 485
7.4 图像内容认证技术 486
7.4.1 背景 486
7.4.2 脆弱数字水印的基本特征和攻击问题 487
7.4.3 脆弱数字水印的一般原理和算法分类 488
7.4.4 精确认证 490
7.4.5 选择性认证 492
7.4.6 定位 494
7.4.7 重构 496
7.5 多重数字图像水印技术 497
7.5.1 多重鲁棒图像水印技术 497
7.5.2 多功能数字图像水印技术 501
7.6 可逆数字图像水印技术 505
7.7.1 引言 507
7.7 图像水印系统评测 507
7.7.2 数字水印生成算法的测试 508
7.7.3 含水印图像质量评价 509
7.7.4 鲁棒性评测 514
7.7.5 性能评估的描述 517
7.7.6 基准测试图库 519
7.7.7 基准测试软件 519
7.8 小结 523
参考文献 524
第八章 文档水印技术 536
8.1 引言 536
8.2.1 利用字移和行移的水印算法 537
8.2 字移、行移文档水印技术 537
8.2.2 基于字符间距的水印算法 543
8.3 基于图像分块的文档水印技术 545
8.3.1 修改块内黑白像素个数的奇偶性 545
8.3.2 修改黑白像素比例 548
8.3.3 DCT域 550
8.4 字符特征文档水印技术 552
8.4.1 修改笔画宽度 552
8.4.2 修改区域亮度 555
8.5 PDF文档水印技术 557
8.6 乐谱水印技术 562
8.6.1 修改谱线宽度 563
8.6.2 隐藏直线 568
8.7 二值图像的失真评价 570
8.7.1 传统评价方式 570
8.7.2 一种新的评价方式 571
8.7.3 实验结果 573
8.8 小结 574
参考文献 575
第九章 数字视频水印技术 578
9.1 引言 578
9.2 数字视频水印技术分类 578
9.2.1 数字视频水印算法的分类 579
9.2.2 前置视频水印技术 580
9.2.3 内置式视频水印技术 581
9.2.4 后置式视频水印技术 582
9.3 数字视频水印系统的基本要求和框架 582
9.3.1 视频水印技术的广播环境 582
9.3.2 基于视频广播环境的数字视频水印系统框架 583
9.3.3 数字视频水印系统技术要求与存在的问题 585
9.4 基于块分类的自适应视频水印技术 587
9.4.1 嵌入区域的自适应选择 588
9.4.2 水印生成 590
9.4.3 水印嵌入 590
9.4.4 水印检测及提取 591
9.5.1 感知距离的计算实例 595
9.5 基于视觉掩蔽模型的自适应视频水印处理算法 595
9.5.2 水印嵌入 596
9.5.3 水印提取 598
9.5.4 仿真实验 598
9.6 三维离散小波变换域自适应水印处理算法 601
9.6.1 三维离散小波变换 601
9.6.2 动态图像的分块定义 602
9.6.3 水印嵌入算法 604
9.6.4 水印提取算法 607
9.6.5 仿真实验 607
9.7.1 准三维离散小波变换 610
9.7 准三维离散小波变换域水印处理算法 610
9.7.2 水印嵌入算法 611
9.7.3 水印提取算法 612
9.7.4 仿真实验 612
9.8 准三维离散小波／分数傅里叶变换域自适应水印算法 614
9.8.1 图像序列的时间变化率定义 615
9.8.2 水印嵌入算法 615
9.8.3 水印提取算法 616
9.8.4 仿真实验 616
9.9 抗几何攻击的视频水印处理算法 620
9.9.1 引言 620
9.9.2 基于时间模板的视频水印处理算法 621
9.9.3 沿时间轴嵌入水印的视频水印处理算法 623
9.9.4 水印的不可见性 625
9.9.5 时间轴同步问题 625
9.9.6 仿真实验 626
9.10 一种具有互补鲁棒性的视频水印处理算法 631
9.10.1 算法的基本思想 631
9.10.2 仿真实验 632
9.11 小结 633
参考文献 634
10.1.1 虚拟现实及三维建模的应用 637
第十章 三维模型水印技术 637
10.1 三维建模及其相关软件简介 637
10.1.2 三维数据的获取方法 638
10.1.3 三维模型的描述方法 639
10.1.4 相关软件简介 642
10.2 三维模型水印系统特性及算法分类 647
10.2.1 三维模型水印系统及其特性要求 647
10.2.2 三维模型水印算法分类 650
10.2.3 三维模型水印技术的研究和应用展望 652
10.3 空域三维模型水印技术 653
10.3.1 顶点扰动 654
10.3.2 修改距离或长度 657
10.3.3 以三角形（组）为嵌入基元 659
10.3.4 以四面体为嵌入基元 662
10.3.5 调整拓扑结构 665
10.3.6 修改曲面法向矢量分布 665
10.3.7 修改属性 666
10.3.8 利用冗余 666
10.3.9 其他类型三维模型的数字水印技术 666
10.4 变换域三维模型水印技术 667
10.4.1 小波变换域 667
10.4.2 利用三维模型表面的RST不变空间 668
10.4.3 基于Burt-Adelson金字塔多分辨处理 669
10.4.4 利用基于拉普拉斯算子的傅里叶分析 672
10.4.5 其他算法 674
10.5 小结 674
参考文献 674
第十一章 可见水印技术 678
11.1 引言 678
11.2 空域可见水印技术 679
11.2.1 算法 679
11.2.2 仿真实验 680
11.3.1 自适应可见图像水印算法 681
11.3 离散余弦变换域可见水印技术 681
11.3.2 可见视频水印算法 690
11.4 离散小波变换域可见水印技术 693
11.4.1 算法 694
11.4.2 仿真实验 695
11.5 含可见水印的多功能数字图像水印技术 695
11.5.1 空域双水印算法 696
11.5.2 DCT域多功能灰度图像水印算法 698
11.5.3 DCT域多功能彩色图像水印算法 704
11.5.4 DWT域多功能数字图像水印算法 709
11.6 小结 713
参考文献 713