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基于FPGA的DCT域圖像水印算法設計及其優化技術研究
【摘要】： 數字水印技術作為版權保護的重要手段越來越受到人們的關注。離散余弦變換(DCT)在圖像水印研究領域占有舉足輕重的地位,并且它與JPEG圖像壓縮標準兼容,所以DCT域圖像水印具有廣闊的應用前景。人們通常采用軟件的方法來實現水印算法,但這種方法的實時性和安全性都不夠理想。基于此,本文采用FPGA實現了一種DCT域的圖像水印算法。它具有實時性好、可重構、安全性高等優點。論文首先介紹了一種快速的DCT算法,并提出了一種魯棒性和不可感知性相統一的DCT域圖像水印算法。針對算法的特點完成了系統功能的劃分,并對快速DCT模塊和水印嵌入提取模塊進行了詳細地設計。論文對圖像水印算法的部分模塊進行了優化,這些模塊包括基于乒乓操作的存儲器和基于DA算法的乘法累加器。最后,應用Modelsim和QuartusⅡ等設計工具,對設計的電路邏輯進行了仿真與驗證。測試結果表明:FPGA實現的該DCT域圖像水印算法是可行的,并達到了速度與面積的平衡。 【關鍵詞】：水印 FPGA DCT 優化【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TP309.7;TN791
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2008.158392
【目錄】：
- 摘要3-4
- Abstract4-5
- 目錄5-7
- 1 緒論7-13
- 1.1 數字水印技術的研究綜述7-10
- 1.1.1 水印技術的國內外研究現狀7-8
- 1.1.2 圖像水印算法概述8
- 1.1.3 數字水印的基本模型及其特點8-10
- 1.2 FPGA的發展概述10-11
- 1.3 FPGA實現數字水印應用的優點11-12
- 1.4 本課題的主要研究內容12-13
- 2 DCT域圖像水印算法的結構分析13-21
- 2.1 DCT域圖像水印算法的總體結構13-14
- 2.2 離散余弦變換14-17
- 2.2.1 DCT的定義14
- 2.2.2 一種快速的離散余弦變換算法14-17
- 2.3 DCT域圖像水印基本算法17-20
- 2.3.1 水印信息的預處理17-18
- 2.3.2 原始宿主信息的預處理18
- 2.3.3 水印DCT域嵌入點的選擇18-20
- 2.4 本章小結20-21
- 3 圖像水印系統的FPGA實現及其驗證21-43
- 3.1 FPGA設計的相關技術21-22
- 3.1.1 FPGA的選型21
- 3.1.2 FPGA設計仿真綜合工具21-22
- 3.2 快速DCT模塊的設計及驗證22-32
- 3.2.1 一維快速DCT模塊22-28
- 3.2.2 二維DCT控制模塊28-32
- 3.3 水印嵌入提取模塊的設計及驗證32-42
- 3.3.1 水印信息置亂模塊32-33
- 3.3.2 偽隨機序列生成模塊33-36
- 3.3.3 嵌入算法模塊36-40
- 3.3.4 提取算法模塊40-42
- 3.4 本章小結42-43
- 4 系統部分模塊的優化技術43-54
- 4.1 FPGA設計原則43
- 4.2 FPGA的優化技術43-44
- 4.3 基于乒乓操作的存儲器模塊的設計44-48
- 4.3.1 單口RAM的設計44-46
- 4.3.2 存儲器控制模塊的設計46-48
- 4.4 基于DA算法的乘法累加模塊的設計48-53
- 4.4.1 DA算法的概念48-49
- 4.4.2 乘法累加模塊的設計49-53
- 4.5 本章小結53-54
- 5 結論與展望54-55
- 5.1 結論54
- 5.2 展望54-55
- 致謝55-56
- 參考文獻56-58
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