● 摘要
防伪和版权保护是数字水印技术的一个重要的应用领域。目前，各种证件、票据、照片、书籍以及纸质的图片等在人们的生活中发挥了不可替代的重要作用，因此对这些资料的防伪和版权保护非常必要。数字水印技术的出现，为各种纸质资料的防伪和版权保护问题提供了一种新的解决方案。与传统的防伪方式相比，数字水印技术具有隐藏性好、成本低、科技含量高、保密性好、难于伪造等优点，具有很高的实用价值。应用在纸质资料的防伪和版权保护上的抗打印扫描数字水印技术（Print-and-Scan Resilient Watermarking，PSRW）得到了越来越多的关注和研究。本文PSRW研究的主要思路是首先对图像在打印扫描过程中发生的变化进行分析与建模校正，然后在此基础上选择合理的嵌入域和嵌入方法来设计满足鲁棒性（Robustness）、容量（Capacity）和不可见性（Invisibility）等要求的PSRW算法。论文通过实验分析了打印扫描（Print-and-Scan，PS）中图像发生的变化，包括图像空间域和频域的变化。我们发现，图像高频成份变化随机性较大，而低频成份变化比较有规律。由于小波变换对图像的高低频成份具有很好的分离特性，因此选择在小波变换域使用图像的小波逼近子图系数对打印扫描过程进行建模，并通过拟合实验数据得到了模型曲线及其参数。实验表明，校正后的小波逼近子图更加接近原始图像的小波逼近子图。对经过该模型校正后的图像进行水印检测，可以提高水印检测的准确率。论文研究抗打印扫描数字图像水印，提出了一种基于离散小波变换和离散傅里叶变换的抗打印扫描数字图像水印算法，利用离散傅里叶变换来抵抗打印扫描过程的几何失真。在水印的嵌入端，该算法选择图像小波低频逼近子图的离散傅里叶变换的幅值谱作为嵌入域，使用量化的方法嵌入水印信息；在水印的检测端，根据对图像小波逼近子图系数建模获得的曲线对待检测图像的小波逼近子图系数进行校正，然后在校正后的小波变换低频逼近子图的离散傅里叶变换幅值谱进行水印检测，有效提高了水印算法的检测准确率。论文设计实现了一个抗打印扫描数字图像水印算法的原型系统。基于OpenCV和Matlab Engine，设计实现了一个具有一定实用价值的抗打印扫描图像水印原型系统，其主要功能包括水印生成、水印嵌入、水印检测、信息提取、图像校正等，并提供了较好的用户界面。