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1、-范文最新推荐- Matlab数字水印信息隐藏技术实现+文献综述 摘要随着多媒体版权和认证方面的应用日益广泛，数字水印技术引起了学术界的广泛注意并掀起了研究高潮。本文系统介绍了数字水印技术的原理和应用方法，并介绍了一种基于离散余弦变换（DCT）的数字图像水印算法，并借助matlab编程工具实现数字水印的嵌入与提取。鲁棒性是衡量数字水印效果的重要指标之一，它反映了水印算法经受各种攻击的能力，即数字水印在经历多种无意或有意的信号处理过程后，水印信息仍能保持部分完整性，并能被水印检测系统准确鉴别或提取出来。本论文通过水印攻击实验证明了离散余弦变换算法具有较好的性能，实现的水印具有不可见性，而且具有较
2、好的鲁棒性。6573关键字数字水印离散余弦变换 Matlab鲁棒性毕业设计说明书（论文）外文摘要TitleThe realization of Digital watermark information hiding technologyAbstractWith the increasingly application of multimedia copyright and certification,the watermarking technology has aroused widely attention of academia and set off a research upsur
3、ge. This paper introduce the principles and applications of digital watermarking technology systemactically and a digital watermarking algorithm which based on the discrete cosine transform .It also reliazed the digital watermarking embedding and extraction with the matlab programming. Robustness is
4、 an important indicator for measuring the digital watermark. It reflects the ability of watermarking algorithm to withstand various attacks ,which is the watermark information can still remain part of the integrity and be identified accurately or extracted out by watermark detection system after it
5、has experienced a variety of accidental or intentional signal processing .By watermark attack experiments, This paper proves the discrete cosine transform algorithm has better performance .the watermark it realizes is invisible , which has a better robustness. 4使用MATLAB编写数字图像水印算法的实例1441离散余弦变换144.1.1
6、离散余弦变换简介144.1.2离散余弦变换意义144.1.3离散余弦变换的定义154.1.4离散余弦变换的特点1642DCT的MATLABA实现174.2.1水印的嵌入184.2.2水印的提取或检测1943DCT法数字水印程序及仿真204.3.1水印的嵌入204.3.2水印提取235水印攻击实验2551水印攻击简介2552具体攻击程序2653仿真结果图2954攻击实验结果分析30结论34致谢35参 考 文 献361引言11课题背景计算机网络已广泛地应用于工业、商业、教育以及日常生活的各个领域,成为信息传输中不可缺少的基础设施。但是,随之而出现的问题也十分严重:软件资源和数据信息受到非法的复制、
7、篡改和毁坏。在这种背景下,对多媒体数字信息安全的保护就成了当今数字时代的一个重要的研究课题。密码技术是信息安全技术领域的主要传统技术之一，一般采用将明文加密成密文的秘密密钥系统和公开密钥系统，其保护方式是控制文件的存取，即将文件加密成密文，使非法用户不能解读。但是它存在一种缺陷，如明确提示攻击者哪些是重要信息，被破解后其内容就完全透明，信息被破坏后会阻碍合法接收者阅读信息等。信息安全领域的另一技术——信息隐藏技术以其特有的优势弥补了密码技术的不足，引起人们普遍的关注。密码技术仅仅隐藏了信息的内容，而信息隐藏技术不仅隐藏了信息的内容而且隐藏了信息的存在1-3。 （5）防拷
8、贝：通过自动监视埋入到商业广告(电视)里的数字水印信息来确认是否按照合约时间长度播放，并且TV节目可以通过类似方法进行保护。就每秒钟数十万美金的商业电视广告很容易受到缩短播放时间的侵害。利用数字水印技术的广播监视系统能够自动监视所有电视频道，一旦发现电视广告未拨出或时间被缩短，则及时进行记录留作证据，依此来确保商人的广告效益6。14数字水印技术的前景数字水印技术在产业化道路上已迈开步伐，起初仅仅作为图像处理软件的插件，而今已经开始向大型商业化软件发展，呈现出面向互联网、多种技术集成的发展趋势，根据对水印研究现状的分析，如下几方面将可能成为未来数字水印技术的主要发展方向：（1)结合智能体技术。开
9、发基于移动代理的数字水印追踪系统；（2)面向电子商务，提供服务器端的完整性保护和客户端的数据认证；（3)建立水印认证中心，提供各种网上服务；（4)开发基于数字水印技术的数字作品电子销售系统，提供完整的安全与版权保护机制；（5)为各种付费点播服务，提供基于流技术的数字水印产品；（6)面向更广泛的数字媒体，如三维动画、数字地图等，开发基于数字水印的安全保护产品；（7)构造综合的数据安全系统，使用各种生物认证技术(如指纹、视网膜)，构造专人标识水印等12。15本文的主要工作本文主要对数字水印系统以及如何实现数字水印进行了重要阐述。第二章对数字水印的基本原理、特点、分类、算法及评价标准进行了介绍。第三
10、章对实现数字水印的工具MATLAB进行了介绍。第四章对基于DCT的数字水印算法进行了介绍并通过实例对其进行了解释。第五章采用水印攻击对水印算法的鲁棒性影响进行了讨论。 （4）抗攻击性：在水印能够承受合法的信号失真的同时，水印还应能抗击试图去除所含水印的破坏处理过程。（5）水印调整和多重水印：在许多具体应用中，希望在插入水印后仍能调整它。例如，对于数字视盘，一个盘片被嵌入水印仅允许一次复制。一旦复制完成，有必要调整圆盘上的水印禁止再次复制。最优的技术是允许多个水印共存，而且便于跟踪作品从制作到发行到购买的各个环节，可以在发行的每个环节上插入特制的水印。除了以上的基本特征，数字水印的设计还应考虑信
11、息量的约束、编解码器的运算量以及水印算法的通用性等。23数字水印技术的分类（1）按水印特性划分可将水印划分为可见水印和不可见水印。可见水印：是可以看见的水印，就像插入或覆盖在图像上的标识，它与可视的纸张中的水印相似。不可见水印：是一种应用更加广泛的水印，与前面的可视水印相反，它加在图像、音频或视频中，表面是不可察觉的，但是当发生版权纠纷时，所有者可以从中提取出标记，从而证明该物品为某人所有。（2）按水印所附载的载体数据划分可将水印划分为图像数字水印、音频数字水印、视频数字水印、文本数字水印、关系数据库数字水印、软件数字水印。图像数字水印是研究最多也是最为成熟的。很多其他媒体的水印技术都是在图像
12、数字水印的基础上发展起来的。常见的算法有基于空域的最低有效位方法、纹理块映射编码方法、Patchwork方法等。其中很多算法还结合了人类视觉模型。此类水印主要用于数字图像的版权保护。、音频数字水印主要集中于研究低比特位编码、相位编码、基于扩展频谱编码和回声隐藏4个方面。另外还提出基于人类听觉模型的水印算法。音频水印主要用于网上音乐等音频数字作品的版权保护。 空间域技术是直接改变图像数据的一种技术，它主要有以下几个实现方式。(1）最低有效位方法（LSB）。LSB是一种典型的空域数据隐藏算法，L.F.tumer和R.G.Van等先后利用此方法将特定的标记隐藏于数字音频和数字图像内。该方法是利用原始
13、数据的最低几位来隐藏信息（具体取多少位，以人的听觉或视觉系统无法察觉为原则）。LSB方法的优点是有较大的信息隐藏量，但采用此方法实现的数字水印是很脆弱的，无法经受住一些无损和有损的信息处理，而且如果确切的知道水印隐藏在几位，数字水印是很容易被擦除或绕过的13。(2）Patchwork方法及纹理块映射编码方法。这两种方法都是Bender等提出的。Patchwork是一种基于统计的数字水印，其嵌入方法是任意选择N对图像点，在增加一点亮度的同时，降低另一点的亮度值。该算法的隐藏性较好，并且对有损的JPEG和滤波、压缩和扭转等操作具有抵抗能力，但仅适用于具有大量任意纹理区域的图像，而且不能完全自动完成
14、。2.4.2变换域算法变换域技术就是指将水印信息嵌入数字作品的某一变换域中。比较常见的变换技术有离散傅里叶变换、离散余弦变换（DCT）、哈达马变换、KL变换、小波变换以及分形变换等，目前国际上比较常用的是离散余弦变换(DCT)和离散小波变换（DWT）。(1）离散余弦变换（DCT）。DCT变换将图像信号从时域变换到了频域 ，它是现在广泛使用的有损数字图像压缩系统的核心步骤之一。基于DCT变换的水印算法研究较多，发展也比较完善，水印可以嵌入到DCT域的频域系数中。(2）离散小波变换（DWT）。小波变换的理论是近年来兴起的数学分支，它是继1822年法国人傅立叶提出的傅立叶变换后又一里程碑式的发展，解
15、决了很多傅立叶变换不能解决的困难问题。傅立叶变换虽然己经广泛的应用于信号处理领域，较好的描述了信号的频率特性，取得了很多重要的成果，但傅立叶变换却不能较好的解决突变信号与非平稳信号的问题。小波变换可以被看作是傅立叶变换的发展，即它是空间(时间)和频率的局部变换，克服了傅立叶变换固定分辨率的弱点，即可分析信号概貌，又可分析信号的细节。 (2）目前比较流行的还有一种基于盲水印检测的DWT算法，该算法首先对原始图像进行小波变换，根据人类具有的视觉掩蔽特性对低频分量进行一定的量化，同时可不影响视觉效果，并对作为水印的图像进行压缩和二值化处理，形成一维的二值序列，根据二值序列的值对上述量化后的原始信号的低频分量进行视觉阈值范围内允许的修改，从而实现水印的嵌入。水印提取过程是对含有水印的图像进行小波变换，对低频分量同样进行量化处理，为了增大算法的安
