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1、图像数字水印的研究与实现摘要当前快速发展的新的IT技术、电子商务及大量商用多媒体业务的涌现，使得各种多媒体数据的版权保护技术显得尤为重要。近年来，国外许多学者提出了一系列新的信息安全保护思想，特别是在知识产权保护、防篡国际信息内嵌注释等领域提出了崭新的防范和保护措施。信息隐藏与数字水印技术就是一种新的数字媒体保护措施，它是将特定的信息(如版权信息、秘密消息等)嵌入到图像、语音、视频及文本文件等各种数字媒体中，以达到标识、注释及版权保护等目的，同时，这种信息对宿主媒体的影响不足以引起人们的注意且具有特定的恢复方法，此信息对非法接收者应该是不可见、不可察觉的。作为信息隐藏在计算机多媒体领域的一个重
2、要应用，数字水印技术使得人们能够在多媒体信息中嵌入不可见的信息，并且在多媒体信息经过一定程度的处理之后，嵌入的水印信息不会丢失。数字水印技术为多媒体版权保护提供了一个崭新的方法，近年来在国际上引起了人们极大的兴趣和注意，得到广泛的研究和应用。论文中介绍了数字水印技术及其原理、特点以及目前的应用状况等等。并对数字水印算法模型、分类以及典型算法进行了简要的分析，然后利用了一种DCT算法实现了数字水印的嵌入和提取，并使用剪切、压缩、添加噪声等几种攻击手段验证了水印的鲁棒性。关键词:信息隐藏；数字水印；DCTImage Watermarking Research and ImplementationA
3、BSTRACTThe current rapid development of new IT technology, electronic commerce and the emergence of a large number of commercial multimedia services, making all kinds of multimedia data for copyright protection technology is very important. In recent years, many foreign scholars put forward a series
4、 of new information security thinking, particularly in intellectual property protection, anti-seize international information embedded comments raised new areas of prevention and protection measures. Information hiding and digital watermarking technology is a new digital media protection, it is the
5、specific information (such as copyright information, secret information, etc.) embedded into the image, voice, video and text files and other digital media in order to achieve identification, annotation and copyright protection purpose, the same time, this information media of the host not attracted
6、 peoples attention and has a particular recovery method, this information is illegal receiver should not be visible, can not be perceived.Information hidden in the computer as an important area of multimedia applications, digital watermarking technology makes it possible to embed information in the
7、multimedia information is not visible and multimedia information through a certain degree of processed, the embedded watermark information is not lost. Digital watermarking for multimedia copyright protection provides a new way, in recent years has attracted considerable international interest and a
8、ttention, has been widely studied and applied. Paper introduces the digital watermarking technology and its principles, characteristics and the current application status, and so. And digital watermarking algorithm model, the typical algorithm for classification and a brief analysis, and then use a
9、DCT algorithm of digital watermark embedding and extraction, and use the shear, compression, adding noise, means of verification of several attacks on the watermark robust.Keywords: information hiding；watermark；DCT16毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以
10、标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 目
11、录摘要IABSTRACTII第一章绪论31.1数字水印的概念和基本原理31.2数字水印技术及其发展41.3数字水印的研究方向和意义41.4数字水印的分类51.5数字水印的应用6第二章 图像数字水印关键技术82.1 图像数字水印的概念及基本特征82.2 图像数字水印的基本原理和系统框架92.2.1 图像数字水印的基本原理92.2.2 图像数字水印算法的基本框架92.2.3 数字图像水印的典型算法102.2.4 空间域数字水印算法102.2.5 变换域数字水印算法102.3 常见图像水印攻击方法112.3.1 去除攻击(Removal Attacks)112.3.2 表示攻击(Presentati
12、on Attacks)122.3.3 解释攻击(Interpretation Attacks)132.3.4 合法攻击(Legal Attacks)132.4 本章小结14第三章 DCT变换域数字水印嵌入技术153.1DCT 水印技术的概述153.2离散余弦变换在水印中的应用163.2.1离散余弦变换的特点173.3实现方案193.3.1水印的嵌入193.3.2水印的提取203.3.3相似度计算203.4离散余弦变换域的嵌入水印实验203.4.1 JPEG压缩243.4.2高斯滤波(Gaussian Filter)263.4.3图像的几何旋转263.4.4剪切273.4.5添加噪声283.5本
13、章小结28第四章总结和展望28参考文献31致谢33附:英文原文34附:中文翻译42第一章绪论数字水印是通过数字技术在数字产品上实现的。数字水印是1994年提出的一种新型信息防伪技术，其基本思想是在数字图像，音频和视频等多媒体信息产品中嵌入秘密的信息以保护数字产品的版权或证明产品的真实可靠性等。目前，数字水印技术已经成为多媒体信息安全研究领域发展最快的热点技术，它的应用主要涉及数字知识产权保护，电子商务等，其一些典型的数字水印算法主要针对图像数据。1.1数字水印的概念和基本原理数字水印（Digital Watermark）技术是通过一定的算法将一些标志性信息直接嵌入到多媒体内容当中，但不影响原内
14、容的价值和使用，并且不能被人的知觉系统觉察或注意到，只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。其中的水印信息可以是作者的序列号、公司标志、有特殊意义的文本等，可用来识别文件、图像或音乐制品的来源、版本、原作者、拥有者、发行人、合法使用人对数字产品的拥有权。与加密技术不同，数字水印技术并不能阻止盗版活动的发生，但它可以判别对象是否受到保护，监视被保护数据的传播、真伪鉴别和非法拷贝、解决版权纠纷并为法庭提供证据。嵌入数字多媒体作品中的数字水印须具有以下特性：不可见性或隐蔽性 不易被察觉，不会引起原来数字作品明显的图像质量下降，即看不到数字水印的存在。鲁棒性 即当被保护的信息经过某种改动后，比如在传输、
15、压缩、滤波，图像的几何变换如平移、伸缩、旋转、剪裁等处理下，数字水印不容易被破坏。安全性 加入水印和检测水印的方法对没有授权的第三方是保密的而且不可轻易被破解，即使被黑客检测到了也不能读出（数字水印需要加密）。在数字水印技术中，水印的数据量和鲁棒性构成了一对基本矛盾。理想的水印算法应该既能隐藏大量数据，又可以抗各种信道噪声和信号变形。然而在实际这两个指标往往不能同时实现，但是实际应用一般只偏重其中的一个方面。如果是为了隐蔽通信,数据量显然是最重要的,由于通信方式极为隐蔽,遭遇敌方篡改攻击的可能性很小,因而对鲁棒性要求不高。但对保证数据安全来说,情况恰恰相反,各种保密的数据随时面临着被盗取和篡改的危险,所以鲁棒性是十分重要的,此时,隐藏数据量的要求居于次要地位。一般数字水印的通用模型包括嵌入和检测、提取两个阶段。数字水印的生成阶段，嵌入算法的嵌入方案的目标是使数字水印在不可见性和鲁棒性之间找到一个较好的折中。检测阶段主要是设计一个相应于嵌入过程的检测算法。检测的结果或是原水印（如字符串或图标等
