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1、 山西师范大学本科毕业论文 混沌数字水印技术的原理与发展现状 姓 名刘晓庆院 系物理与信息工程学院专 业电子信息工程班 级1105班学 号1152030224指导教师李娟答辩日期成 绩混沌数字水印技术的原理与发展现状 内容摘要 近年来，计算机网络以及通信技术飞速发展，网上交流的多媒体信息已经达到了从未有过的的广度和深度。数字图像是非常多见的多媒体信息，比声音、文字等包含着更加直观立体且丰富多样的信息量，因此获得了越来越普遍的应用。然而，具有容易被复制、易被篡改等特点，经常易受到抄袭、修改或破坏等各种手段的攻击。因此，找到一种保护数字多媒体作品的方法迫在眉睫，于是数字水印技术应运而生。数字水印的
2、本质是信息隐藏技术，它主要用来保护数字媒体等的版权所有、证明作品是否是真实并且可靠的、监视追踪盗版窃取的行为。论文首先介绍了数字水印的定义、分类以及它的一些主要特征，随后主要阐述了本文所使用的数字水印的实现方法，为数字水印算法的解释、实现及结果分析提供了理论依据。作为数字水印算法的重要组成部分，论文介绍了DCT变换以及m序列的产生及水印实现步骤，最后通过matlab程序仿真对嵌入水印的图像质量以及水印相似度做了结果分析。 【关键词】数字水印 离散余弦变换（DCT） m序列 水印的攻击、检测The principle and current state of the chaotic digita
3、l watermarking technologyAbstract In recent years, the rapid development of computer network and communication technology, multimedia information exchange has reached unprecedented breadth and depth. Digital image is a very common multimedia information, Sound, text and other than contains the amoun
4、t of information and more visual variety, It has been used more and more widely. However,the character of easy to be copied and tampered is the weakness of digital images. Therefore, it is imminent to find a way of protecting the digitai multimedia works.In hence,the technology of digital watermarki
5、ng emerges as the times require. Digital watermarking is information hiding, it is used to protect the digitai multimedia works copyright, testify works is true and reliable or not and supervise the behavior of Piracy.This paper firstly introduces the definition classification and characteristics of
6、 digital watermarking,subsequently, I mainly elaborated Implementation method of digital watermarking,to provide a theoretical basis for the explanation,realization and results analysis explanation of the digital watermarking algorithm. As an important part of digital watermarking algorithm,this pap
7、er introduces DCT ,m sequence and the watermark implementation steps. Finally, analysising of the results of the embedded watermark image quality and watermark similarity through the MATLAB simulation program.【Key Words】digital watermarking DCT m sequence the attack and detection of watermark目 录第一章
8、绪论11.1 研究的背景11.2 研究的目的和意义11.3 数字水印的发展现状1第二章 数字水印技术22.1 数字水印技术的定义22.2 水印的分类22.3 数字水印的特点3第三章 数字水印的实现方法33.1 离散余弦变换（DCT变换）33.2 m序列的定义及产生33.3 基于DCT变换和m序列的水印算法4第四章 水印的攻击及检测44.1 常见的水印攻击44.2 检测水印质量的标准4第五章 程序实现及结果分析55.1 水印的嵌入、提取及攻击程序55.2 攻击后的结果分析及相关数据5第六章 小结8参考文献：9附录10致谢：14 III混沌数字水印技术的原理与发展现状学生姓名：刘晓庆 指导教师：李
9、娟第一章 绪论1.1 研究的背景近年来，计算机网络以及通信技术飞速发展，网上交流的多媒体信息已经达到了从未有过的的广度和深度。数字图像是非常多见的多媒体信息，比声音、文字等包含着更加直观立体且丰富多样的信息量，因此获得了越来越普遍的应用。然而，具有容易被复制、易被篡改等特点是数字图像的弱点，在计算机网络的传输过程中，经常易受到抄袭、修改或破坏等各种手段的攻击，这样就会带给信息的收发两方非常严重的损害。只将信息处理为一个比特流的传统数字签名认证方法，由于并未将各种媒体信息的数据特征和结构考虑进去，所以只能判别出它的完整性，而不能判断数字签名是被偶然损坏还是被恶意篡改，哪些数据被篡改也不得而知。因
10、此，向多媒体信息安全尤其是图像信息安全领域引入一种全新的认证办法是迫在眉睫的，要求它不仅能判定信息是否失真，还能将失真定位。数字水印的本质是信息隐藏技术，在数字图片、音频或者视频等数字作品中嵌入保密信息是它的基本思想，它主要用来保护数字媒体等的版权所有、证明作品是否是真实并且可靠的、监视追踪盗版窃取的行为或者是给读者提供此作品的一些其他方面的信息。版权所有的标志、客户等的排序号或是数字媒体作品的有关信息都可以充当其中的保密信息。一般情况下，这类相关信息都是必须要经过恰当的变换后才能够被嵌入到特定的数字作品中的，被变换之后的信息一般被称为数字水印。一直到现在为止，数字水印中有相当大的一部分水印方
11、面的研究和文献都主要是关于图像研究的，究其原因是无论从哪方面来说图像都已经成为了最普遍的多媒体信息，而且互联网的飞速发展也给图像水印的广泛应用提供了难以想象的直接的大量的需求。1.2 研究的目的和意义 发展数字水印技术的根本动力来源实际上是，受保护对象中版权所有者的部分相关信息被嵌入水印算法识别（比如说用户注册的序列号码、产品的标志符或具有特定意义的文字符号等）而且能够在有需要的时候把数字水印提取出来，来准确的判断对象是不是受到了该有的保护，还能监视被保护媒体的数据传播途径、真伪的判定鉴别以及对不合法复制的监视控制等。虽然对作者的版权保护是数字水印技术快速发展的极其重要的原始动力，其实数字水印
12、不止这一种作用，人们还发现它有一些比如对真伪的鉴别、实现通信保密、隐藏标志符等特别重要的应用。数字水印技术跟以前的隐含机密信息和对重要数据进行加密的技术关系极其密切，以后的信息技术的蓬勃发展必须倚仗此类技术，这些技术的发展和融汇为其提供了不可或缺的安全保障手段。1.3 数字水印的发展现状 刚开始是在空域中来实现数字水印技术的，也就是利用水印信息来代换掉目标图像的最低有效位。这只是水印技术的刚开始的摸索探讨阶段，并未能系统完善地提出关于水印的性能和功能等方面的要求，更不用说提出成熟的理论依据了。在1995年，Cox等人率先提出了重要的基于扩频方式的数字水印，并且第一次运用已经发展成熟的理论知识对
13、数字水印技术进行了深入的研究。之后，大部分人们提出的相当多的水印算法都局限于非盲水印算法，也就是说在检测水印时需要用到原始图像，这使得水印技术的运用受到了很大的局限。为了使水印检测更加方便直接，于1995年，Pitas等人便又提出了盲水印办法。1996年，第一届有关信息隐藏的学术交流会在英国剑桥大学举行。而使得更多的学者广泛关注图像加密这个研究领域的第七届学术研讨会是于2005年在巴塞罗纳召开的。就在外国的数字水印研究技术飞速进展的时候，我国的各大研究机构也在政府的大力支持下积极投入研究，我国的信息安全领域也在迫切的期待数字水印技术的提高，越来越多的研究人员加入到了这一行列。在1999年，国内
14、的第一届信息隐藏学术交流会在北京召开，是由北京电子技术研究所发起的。此后，相继举行了4届全国性的信息隐藏技术交流会。于2000年，国家863计划专家组、和北邮大学联合召开了水印技术交流会取得圆满成功。数字水印作为各类作品版权监督的首要技术一定会获得越来越广阔的发展天地，因为不但我国的信息化水平正在不断的提高、电子化的商政业务也备受推崇，而且国内关于数字水印的学术研究也在加速推进，并且探索出了一套独特的研究方法。第二章 数字水印技术2.1 数字水印技术的定义本论文中将数字水印技术定义为：数字水印（Digital Watermarking）技术即将一类拥有特别意义的信息隐藏在数字媒体作品中，并且要让被嵌入的水印不能改变原来图像或音频等文本的外观或者大小，不会对正常的使用产生影响，提取水印的时候，水印信息不能被破坏。2.2 水印的分类（1）按水印是否可见分 如果水印以足够大的强度嵌入到载体作品中，使人们能直接从被保护对象中看到所
