基于FPGA的DCT域图像水印算法设计及其优化技术研究

基于FPGA的DCT域图像水印算法设计及其优化技术研究文章来源毕业论文网www.biyelunwen.com.cn【摘要】:数字水印技术作为版权保护的重要手段越来越受到人们的关注。离散余弦变换(DCT)在图像水印研究领域占有举足轻重的地位,并且它与JPEG图像压缩标准兼容,所以DCT域图像水印具有广阔的应用前景。人们通常采用软件的方法来实现水印算法,但这种方法的实时性和安全性都不够理想。基于此,本文采用FPGA实现了一种DCT域的图像水印算法。它具有实时性好、可重构、安全性高等优点。论文首先介绍了一种快速的DCT算法,并提出了一种鲁棒性和不可感知性相统一的DCT域图像水印算法。针对算法的特点完成了系统功能的划分,并对快速DCT模块和水印嵌入提取模块进行了详细地设计。论文对图像水印算法的部分模块进行了优化,这些模块包括基于乒乓操作的存储器和基于DA算法的乘法累加器。最后,应用Modelsim和QuartusⅡ等设计工具,对设计的电路逻辑进行了仿真与验证。测试结果表明:FPGA实现的该DCT域图像水印算法是可行的,并达到了速度与面积的平衡。【关键词】:水印FPGADCT优化【学位授予单位】:南京理工大学【学位级别】:硕士【学位授予年份】:2008【分类号】:TP309.7;TN791【DOI】:CNKI:CDMD:2.2008.158392【目录】:摘要3-4Abstract4-5目录5-71绪论7-131.1数字水印技术的研究综述7-101.1.1水印技术的国内外研究现状7-81.1.2图像水印算法概述81.1.3数字水印的基本模型及其特点8-101.2FPGA的发展概述10-111.3FPGA实现数字水印应用的优点11-121.4本课题的主要研究内容12-132DCT域图像水印算法的结构分析13-212.1DCT域图像水印算法的总体结构13-142.2离散余弦变换14-172.2.1DCT的定义142.2.2一种快速的离散余弦变换算法14-172.3DCT域图像水印基本算法17-202.3.1水印信息的预处理17-182.3.2原始宿主信息的预处理182.3.3水印DCT域嵌入点的选择18-202.4本章小结20-213图像水印系统的FPGA实现及其验证21-433.1FPGA设计的相关技术21-223.1.1FPGA的选型213.1.2FPGA设计仿真综合工具21-223.2快速DCT模块的设计及验证22-323.2.1一维快速DCT模块22-283.2.2二维DCT控制模块28-323.3水印嵌入提取模块的设计及验证32-423.3.1水印信息置乱模块32-333.3.2伪随机序列生成模块33-363.3.3嵌入算法模块36-403.3.4提取算法模块40-423.4本章小结42-434系统部分模块的优化技术43-544.1FPGA设计原则434.2FPGA的优化技术43-444.3基于乒乓操作的存储器模块的设计44-484.3.1单口RAM的设计44-464.3.2存储器控制模块的设计46-484.4基于DA算法的乘法累加模块的设计48-534.4.1DA算法的概念48-494.4.2乘法累加模块的设计49-534.5本章小结53-545结论与展望54-555.1结论545.2展望54-55致谢55-56参考文献56-58            

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