小波域数字水印设计与实现

毕业设计题目：小波域数字水印设计与实现学生姓名：学号：学院：系名：专业：指导教师：通信工程目录摘要………………………………………………………………………………………...1Abstract…………………………………………………………………………………….......2前言………………………………………………………………………………………...3第1章绪论……………………………………………………………………………….....4第2章数字水印的基本理论…………………………………………………………….....52.1数字水印概念及基本特征…………………………………………………………....52.2数字水印系统的构成…………………………………………………………………62.3数字水印的分类………………………………………………………………………82.4数字水印的作用………………………………………………………………………92.5数字水印的基本原理………………………………………………………………....92.6数字水印的作用…………………………………………………………………......10第3章MATLAB软件介绍………………………………………………………………..123.1MATLAB简介……………………………………………………………………......123.2用MATLAB研究数字的优点………………………………………………………143.3算法中常用的MATLAB函数介绍…………………………………………………15第4章基于JPEG编码算法的水印技术……………………………………………........164.1JPEG2000简介…………………………………………………………………….....164.1.1JPEG2000的新特征及其应用领域………………………………………..……174.1.2JPEG2000的基本框架和实现……………………………………………..........174.1.3JPEG的压缩原理…………………………………………………………..........184.1.4JPEG达到的压缩效果……………………………………………………..........214.2基于组块选择的水印DCT算法………………………………………………........214.2.1算法简述…………………………………………………………………...........214.2.2组块的选择………………………………………………………………...........214.2.3算法的优缺点………………………………………………………………….234.3一种基于图像子块的DCT域水印算法…………………………………………….234.4仿真实验………………………………………………………………………..........25第5章图像数字水印的性能评估和击…………………………………………………….295.1图像数字水印的性能评估和基准………………………………………..................295.1.1影响水印健壮性的因素………………………………………………………..295.1.2视觉质量的定量描述…………………………………………………………...305.1.3水印性能评估的描述…………………………………………………………...315.1.4性能评估和基准测试的一般步骤……………………………………………...325.1.5标准和未来的测试基准………………………………………………………...325.2图像水印的攻击……………………………………………………………………..335.2.1水印攻击的目的及方法………………………………………………………...335.2.2水印攻击的分类………………………………………………………………...345.2.3性能评估中所使用的攻击……………………………………………………...36结束语………………………………………………………………………………………...37参考文献……………………………………………………………………………………...38致谢……………………………………………………………………………………….40附录……………………………………………………………………………………….41小波域数字水印设计与实现摘要数字水印作为一种将特殊信息嵌入媒体数据的技术，近年来已成为国内外研究的热点并有着广泛的应用前景。通常数字水印被应用于数字图像、音频、视频以及其他媒体产品上以进行版权保护和验证多媒体数据的完整性。在介绍数字水印的提出和研究现状的基础上，并对其基本原理、算法和特点进行了阐述，同时对水印的分类和攻击进行了深入分析，并详细指出了数字水印技术的应用领域。本文提出了一种基于DCT（离散余弦变换）的水印算法，该算法主要进行了以图像子块作为嵌入基本单元的水印技术研究，通过建立系数掩蔽模型实现水印嵌入强度的自适应调整。实验结果表明，该算法嵌入的水印具有较好的鲁棒性[1]。关键词：数字水印；小波变换；JPEG压缩；离散余弦变换小波域数字水印设计与实现4WaveletDomainDesignandImplementationofDigitalWatermarkAbstractDigitalwatermarking，thetechnologyofembeddingspecialinformationintomultimediadata，isatopicthathasrecentlygainedincreasingattentionallovertheworld．Thewatermarkofdigitalimages，audio,video．Anothermediaproductingeneralhasbeenproposedforresolvingcopyrightownershipandverifyingtheintegrityofcontent.Theadvancepresentresearchsituationofwatermarktechniquesarefirstintroducedinthiswriting,andthenthebasicconceptsandalgorithmsandcharacteristicsareexpatiated．ForFurtherunderstanding，thewatermarktechniquesfromtheclassifiedandassaultofwatermarktechniquesareanalyzedindetail.Inthispaper，anovelmeaningbinaryimagedigitalwatermarkingalgorithmbasedonDCTisproposed．Thesub-blockoftheoriginalimageisthebasicinsertingunit,insertingstrengthofwatermarksisbasedontheself-adaptivecoefficientmaskingmodel.Experimentresultsshowthisalgorithmofembeddedwatermarkinghadabetterrobustness[1]．Keywords：Digitalwatermark；wavelettransform；DCT.；JPEGcompression5前言随着数字水印技术的发展，数字水印的应用领域也得到了扩展，数字水印的基本应用领域是版权保护、隐藏标识、认证和安全不可见通信。当数字水印应用于版权保护时，潜在的应用市场在于电子商务、在线或离线地分发多媒体内容以及大规模的广播服务。数字水印用于隐藏标识时，可在医学、制图、数字成像、数字图像监控、多媒体索引和基于内容的检索等领域得到应用。数字水印的认证方面主要ID卡、信用卡、ATM卡等上面数字水印的安全不可见通信将在国防和情报部门得到广泛的应用。多媒体技术的飞速发展和Internet的普及带来了一系列政治、经济、军事和文化问题，产生了许多新的研究热点。信息隐藏技术可以应用的范围很广，作为证件来讲，每个人需要不只一个证件，证明个人身份的有：身份证、护照、驾驶证、出入证等；证明某种能力的有：各种学历证书、资格证书等。国内目前在证件防伪领域面临巨大的商机，由于缺少有效的措施，使得“造假”、“买假”、“用假”成风，已经严重地干扰了正常的经济秩序，对国家的形象也有不良影响。通过水印技术可以确认该证件的真伪，使得该证件无法仿制和复制。数据的标识信息往往比数据本身更具有保密价值，如遥感图像的拍摄日期、经/纬度等。没有标识信息的数据有时甚至无法使用，但直接将这些重要信息标记在原始文件上又很危险。数字水印技术提供了一种隐藏标识的方法，标识信息在原始文件上是看不到的，只有通过特殊的阅读程序才可以读取。这种方法已经被国外一些公开的遥感图像数据库所采用。数字水印所依赖的信息隐藏技术不仅提供了非密码的安全途径，更引发了信息战尤其是网络情报战的革命，产生了一系列新颖的作战方式，引起了许多国家的重视。网络情报战是信息战的重要组成部分，其核心内容是利用公用网络进行保密数据传送。迄今为止，学术界在这方面的研究思路一直未能突破“文件加密”的思维模式，然而，经过加密的文件往往是混乱无序的，容易引起攻击者的注意。网络多媒体技术的广泛应用使得利用公用网络进行保密通信有了新的思路，利用数字化声像信号相对于人的视觉、听觉冗余，可以进行各种时（空）域和变换域的信息隐藏，从而实现隐蔽通信[4]。小波域数字水印设计与实现6第１章绪论数字水印技术的研究大约始于1994年，已有不少著名大学和研究机构投入相当大的人力、物力和财力，致力于该项技术的研究，并取得了一定的成果，包括美国的麻省理工学院、Purdue大学、英国的CeorageMason大学、瑞士洛桑联邦工技院、美国的NEC研究所、美国的IBM研究所等。一些公司已推出了一些数字水印软件产品等。各研究机构正努力设计出更高效安全、更通用、更强抗攻击能力的数字水印产品。我国在该领域的研究尚为普及，虽已引起数十家大学和研究机构的关注（如北京邮电大学，哈尔滨工业大学，中科院自动化研究所和国防科大等）但到目前为止还基本没有成熟的技术或商业化软件可供投入市场。随着数字化产品在中国的普及，Internet在中国的迅猛发展以及电子商务的快速发展，数字水印技术将会拥有更加广阔的应用前景，这也是国产化软件走向世界的捷径。目前，数字水印还没有形成统一的国际标准[4]。近年来数字水印技术的研究和发展都很迅猛，其研究方向也呈多元化，归纳起来大致有如下几个方向：首先很多研究着在试图使水印处理技术与编码算法的统一起来。数字产品的发布和使用通常要经过编码和传输。传统的水印处理往往与压缩编码算法分开。目前许多科研机构在研究如何在编码的过程中嵌入水印并提出了许多嵌入方法（研究隐藏算法的同时当然也包含了检测算法）。这样做的优点在于使水印对该编码算法具有鲁棒性，尽量减少无意的水印攻击。其次，许多组织力图于建立国际统一标准的水印处理算法。目前国际上的水印处理算法尚未形成统一的标准。形成标准已经成为所有研究水印者的共同目标。然而，由于形成国际标准的算法要求必须具有优越性、通用性，健壮性和有效性，并要得到世界各国的认同，所以形成标准是一项艰巨的任务。其中基于DCT变换和小波变换的水印处理技术是各国争相研究的热点，形成标准的可能性最大。再次，很多公司和研究机构着力与将水印处理技术商业化并应用于其他领域如军事和国防领域，用于传送秘密的军事命令、验证军事命令、信息的真实可靠性，并探索该领域的新技术和新理论，这对与国防现代化建设和未来的信息化、网络化战争有重大意义[9]。【原文已删除，如需完整论文，加QQ：10247336】【通信工程本/专科毕业论文修改与拟稿组】共1万5千字左右7结束语数字水印是近几年来出现的