图像水印技术研究与实现【文献综述】
开题报告数字图像水印技术的研究与实现
华北电力大学
毕业设计（论文）开题报告
题目：数字图像水印技术的研究与实现
学生姓名：王跃学号： 20
所在院系：操纵与运算机工程学院专业班级：计算0701 指导教师：阎光伟职称：副教授
2020年 3月 30日
一、选题背景和意义
在日新月异飞速进展的信息时期，因特网的不同应用日趋普遍，增进着多媒体信息的数字化进展。数字媒体的交流与发布形式越发丰硕多样。数字产品已然深刻阻碍咱们的日常生活。人们通过网络发布多媒体消息，上传作品和进行图片文档的下载等，但由于数字媒体具有极易被复制、窜改、非法传播和蓄意解决的数字特性，在未经作者许可情形下对作品的侵权拷贝，破坏行为也频繁显现，专门大程度上损害了作者的版权和商业利益。于是版权的爱惜，数据的爱惜等一系列平安问题愈来愈引发人们的重视，如安在复杂的网络环境中有效的实施信息的爱惜方法也是值得沉思与不断探讨的现实问题。我要研究的课题确实是一种新型的版权爱惜技术——数字水印技术。
数字水印技术作为信息平安领域的热点问题，已慢慢取得重视并被普遍关注，愈来愈多的研究人员投入到这一领域中。数字水印技术，是把不明显的记号加入到数字化的数据中，这种不明显的记号被称作水印，水印是不可见或不易被发觉到的，可是通过计算或操作可被检测或提掏出来。水印能够是数字，序列号，文字，图像标志等，加入水印的图像与原始图像具有相同的欣赏价值，利用价值，从视觉上很难分辨出加入水印的图像与原始图像有何不同，可是通过特定的查验，提掏出水印即可证明作者对图片的版权。目前，数字水印的要紧应用领域是数字产品的版权爱惜，原始数据的真伪分辨，数据的侦测与跟踪等，为了更有效的实现信息数据的版权爱惜，数字水印技术要有透明性，鲁棒性，平安性的特点，不然，数字水印系统确实是失败的，而非有效的。
毕业设计(论文)数字图像水印技术的研究与实现
湖南涉外经济学院
毕业设计（论文）
题目DWT域数字图像水印技术的研究与实现
作者
学部电气与信息工程学部专业通信工程
学号
指导教师黄彩云
二〇一一年五月十日
湖南涉外经济学院
毕业设计（论文）任务书
电气与信息工程学部通信工程系
系（教研室）主任:（签名） 2010 年 12 月 18 日学生姓名: 学号: 专业: 通信工程
1 设计（论文）题目及专题： DWT域数字图像水印技术的研究与实现
2 学生设计（论文）时间：自 2011 年 1 月 8 日开始至 2011 年 4 月 25 日止
3 设计（论文）所用资源和参考资料：[1] 陈武凡.小波分析及其在图像处理中的应用[J].科学出版社,2002, [2] 何东健.数字图像处理[J].西安电子科技大
学出版社,2003，[3] 陈书海，傅录祥.实用数字图像处理[J].科学出版社,2005. [4] 陈桂明.应用MATLAB语言处理数字信号与数字图像[J].北京科学出版社,2000. [5] 汪小帆,戴跃伟,茅耀斌.信息隐藏技术方法与应用[J].北京机械工业出版社,2001.
4 设计（论文）应完成的主要内容：就对目前数字水印技术的发展状况，包括数字水印的基本特征及分类，数字水印处理系统的基本框架以及目前的一些主要算法进行了论述。最后围绕数字水印的两个最重要的特点——隐蔽性和鲁棒性进行考虑，设计并实现了一个完整的水印系统。
5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：(1) 撰写设计报告；(2) 设计报告要求字数达2万字，提供电子版和文字版；(3) 设计报告包括目录、中英文摘要、关键词、方案选择及确定、技术要求、设计过程及参数计算、软件流程图及源程序、调试方法及步骤、小结等；(4) 提供电路原理图，要求用A0或A1图纸描绘。
医疗图像数字水印技术的研究与应用实现
医疗图像数字水印技术的研究与应用实
现
摘要：
随着医疗图像的广泛使用，确保图像的安全性和完整性变得尤为重要。为了解决这一问题，数字水印技术被应用于医疗图像的保护和认证。本文从数字水印技术的原理和分类入手，综述了医疗图像数字水印技术的研究进展，并探讨了其在医疗图像中的应用实现。
1. 引言
近年来，医疗图像在医学诊断和研究中起着越来越重要的作用。然而，由于医疗图像的复制和篡改易于实施，导致图像的安全性和完整性备受关注。数字水印技术作为一种常用的图像认证和保护手段，被广泛应用于医疗图像领域。本文将对医疗图像数字水印技术的研究与应用实现进行探讨。
2. 数字水印技术的原理与分类
2.1 数字水印技术的原理
数字水印技术在医疗图像中的应用是基于其原理：将一种信息嵌入原始图像中，以实现图像的认证、完整性验证和防篡改等目的。数字水印技术可分为可见水印和不可见水印两种类型。可见水印常用于版
权保护和图像认证，而不可见水印则用于医疗图像的隐私保护和安全
认证。
2.2 数字水印技术的分类
根据数字水印嵌入的方式和应用场景，数字水印技术可分为空域水
印和频域水印。空域水印指在图像像素域嵌入水印信息的技术，常用
的方法有修改最低有效比特（LSB）和有损压缩等。频域水印则是将水印嵌入到图像的频域中，常用的方法有离散余弦变换（DCT）和离散
小波变换（DWT）等。
3. 医疗图像数字水印技术的研究进展
3.1 图像的认证与完整性验证
数字水印技术可用于医疗图像的认证和完整性验证，以防止图像被
不良操作篡改。研究人员通过在医疗图像中嵌入数字水印，并使用相
数字图像水印技术的研究与应用
数字图像水印技术的研究与应用
随着数字信息技术的发展，数字图像的使用越来越广泛，如何保护这些数字图像的版权成为了一个重要问题。而数字图像水印技术的出现，极大地提升了数字图像版权保护的水平。数字图像水印技术可以在图片中嵌入信息，不影响原有图片的视觉效果，但可以在未经授权的情况下，验证图片的版权信息。本文将介绍数字图像水印技术的研究现状和应用。
一、数字图像水印技术的研究
数字图像水印技术的研究主要涉及两个方面：水印的嵌入和水印的提取。
1. 水印的嵌入
水印的嵌入是将信息嵌入到原始图像中的过程。常用的方法有频域水印嵌入和空间域水印嵌入。频域水印嵌入是将水印嵌入到图像的频域中，比如通过傅里叶变换得到的频谱图，这种方法不会对原始图像造成明显的失真。空间域水印嵌入则是将水印嵌入到原始图像的像素中，这种方法与伪装技术有些相似。
2. 水印的提取
水印的提取是指从一张带有水印的图像中提取出水印信息的过程。提取水印的方法有很多，其中最常用的是相关性检测法和最大似然估计法。相关性检测法是通过计算水印模板与可能包含水印的图像区域之间的相关性大小，来判断是否存在水印。最大似然估计法则是根据水印嵌入时使用的嵌入密度函数和水印提取时使用的提取密度函数，通过最大化似然函数值的方法来提取水印。相比于核密度估计法和小波域水印检测法，最大似然估计法具有更好的性能。
二、数字图像水印技术的应用
数字图像水印技术在版权保护方面有着广泛的应用，下面将介绍几个常用的应用场景。
1. 图片版权保护
数字图像水印技术可以嵌入版权信息，例如作者姓名、创作日期等，以确保图
图像水印技术研究与实现【文献综述】
毕业设计文献综述
计算机科学与技术
图像水印技术研究与实现
一、前言部分：
近年来，随着数字化技术的进步和Internet 的迅速发展，多媒体信息的交流达到了前所未有的深度和广度，其发布形式愈加丰富了。网络发布的形式逐渐成为一种重要的形式，伴随而来的是多媒体数据的版权保护问题。因此多媒体信息版权保护问题成了一项重要而紧迫的研究课题。为了防止窃取信息而使用的传统加密技术，在应用于图像版权保护上却存在一些缺点，比如图像被解密后与所有者无关，使用者可以对解密后的图像进行任何形式的电子传播；密文形式的图像更加容易引起攻击者的注意；被加密的图像未解密前无法查看，而图像的传播就是为了被查看，如此将严重影响人们利用网络的效率[1]。为了解决这一难题，近几年国际上提出了一种新的有效的数字信息产品版权保护和数据安全维护的技术一一数字水印技术（digtal watermarking）。数字水印技术通过在原始媒体数据中嵌入秘密信息——水印来证实该数据的所有权归属。水印可以是代表所有权的文字、产品或所有ID、二维图像，视频或音频数据、随机序列等。主要应用于：媒体所有权的认定。即辨认所有权信息，媒体合法用户信息；媒体的传播跟算法研究。该子模块的研究为解决网络制造产品版权保护问题奠定了基础数字水印技术，又称数字签名技术，成为信息隐藏技术的一种重要研究分支，为实现有效的信息版权保护提供了一种重要的手段。
二、主题部分：
1 图像水印的基本原理
从图像处理的角度看，嵌入水印信号可以视为在强背景下迭加一个弱信号，只要迭加的水印信号强度低于人类视觉系统( Human Visual System ，HVS) 的对比度门限，HVS 就无法感到信号的存在[2]。对比度门限受视觉系统的空间、时间和频率特性的影响。因此通过对原始信号作一定的调整，有可能在不改变视觉效果的情况下嵌入一些信息，从数字通信的角度看，水印嵌入可理解为在一个宽带信道(载体图像) 上用扩频通信技术传输一个窄带信号(水印信号) 。尽管水印信号具有一定的能量，但分布到信道中任一频率上的能量是难以检测到的。水印的译码(检测) 即是在有噪信道中弱信号的检测问题。
数字图像水印技术研究和实现的开题报告
数字图像水印技术研究和实现的开题报告
一、选题背景
随着数字图像的广泛应用，保护数字图像的版权安全就显得越来越
重要。数字图像水印技术作为一种常用的版权保护技术，已经被广泛地
应用到图像、音频等相关领域。数字图像水印技术就是在数字图像中添
加一些隐蔽的信息，使得对于未授权的复制或修改都会被发现，从而维
护数字版权的安全性。
数字图像水印技术研究和实现的主要内容包括：水印信息的嵌入和
检测技术、水印安全性的保证技术、数字版权管理等方面。目前，数字
图像水印技术已经成为国内外学术界和工业界研究的热点之一。
二、选题意义
数字图像水印技术是数字版权保护的重要方法。它不仅能够保护数
字版权，还能够防止数字图像的篡改和恶意攻击。数字图像水印技术的
研究和实现具有以下重要意义：
1. 为数字版权保护提供一种有效的技术手段。
2. 对数字图像的版权保护、信息安全等领域具有重要意义。
3. 提高数字图像处理领域的研究水平和技术水平。
三、主要研究内容
数字图像水印技术研究和实现的主要研究内容包括：
1. 数字图像水印的嵌入技术：研究如何将水印信息嵌入到数字图像中，保证水印能够隐蔽地嵌入到图像中，同时不会破坏原有的图像信息。
2. 数字图像水印的检测技术：研究如何检测数字图像中是否存在水
印信息，并且能够准确地提取出水印信息。
3. 数字图像水印的安全技术：研究如何保证数字图像水印的安全性，防止水印信息被恶意攻击或篡改。
4. 数字版权管理：研究如何利用数字图像水印技术进行版权管理，
保证数字版权的安全与可控性。
四、研究方法
数字图像水印技术研究和实现的研究方法主要包括：
图像水印技术研究与实现【开题报告】
毕业设计开题报告
计算机科学与技术
图像水印技术研究与实现
一、选题的背景、意义
随着当前社会经济的快速发展，新的IT技术、电子商务以及大量的网络多媒体不断涌现，产品的版权保护和完整性认证也变得尤为重要，而图像水印技术就是在此基础上兴起的一门计算机科学技术。互联网的飞速发展极大的方便了人们从网络上获取数据，同时数字技术的发展和数字信息的普及也带来了许多问题其中一个重要的问题就是数字产品的版权保护问题。数字图像水印技术作为一种新兴的版权保护技术，是对数字媒体产品进行版权保护的有效方法之一。它实质是一种运用图像处理实现隐藏信息的技术。用于版权保护的图像水印的关键是水印信息嵌入的隐蔽性和抵抗攻击的鲁棒性。
数字水印技术的学科特点在于它横跨图像处理、多媒体技术、模式识别、密码学、数字通信等多学科领域，以这些领域的算法、思想和概念为基础。一个数字水印方案一般总是综合利用这些领域的最新进展，各学科的学者们也提出了不尽相同的算法。总的来说，数字水印技术是将一些标识信息(即数字水印)直接嵌入数字载体(包括多媒体、文档、软件等)当中，但不影响原载体的使用价值，也不容易被人的知觉系统(如视觉或听觉系统)觉察或注意到。通过隐藏在载体中的信息，可以达到确认内容创建者、购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改等目的。数字图像水印技术是信息隐藏技术的一个重要研究方向，为实现有效地信息版权保护提供了一种重要的手段。
二、研究的基本内容与拟解决的主要问题
1、研究的基本内容
1.1小波变换的特征
一种多分辨率分析工具，为不同尺度上信号的的分析和表征提供了精确和统一框架。它的原理是来源于Fourier变换！但是它比传统的Fourier变换有更多优点，比如：1）小波变换可以覆盖整个频域；
图像数字水印技术的研究与实现毕业设计论文 精品
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；DCT
Image Watermarking Research and Implementation
ABSTRACT
The 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 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 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 people's attention and has a particular recovery method, this information is illegal receiver should not be visible, can not be perceived.
图像水印技术研究与开发
图像水印技术研究与开发
一、绪论
随着互联网的发展和普及，数字图像的传播和分享已经成为了
用户们重要的一种交流方式，但也出现了一些不良现象。如有些
人将网络上的精美图片直接下载到本地，改变该图片的颜色、大小、形状、添加自己的水印后再分发，这种行为往往会导致原图
作者的权益受到侵犯。因此，图像水印技术的研究和开发就显得
尤为重要。
二、图像水印技术的分类
图像水印技术根据嵌入方式和水印信息的类型可以分为数字水
印技术和模拟水印技术。
数字水印技术即将数字信息嵌入到原始图像中，目的是保护原
始图像的版权和数据完整性。数码水印技术是近年来研究的热点，其嵌入方式可分为空域嵌入和变换域嵌入。在空域嵌入中，水印
信息被直接嵌入到原始图像的像素中。在变换域嵌入中，将图像
转换到另一个域空间，对图像进行一定的变换，并在变换域中嵌
入水印信息。
模拟水印技术则是将水印映射到原始图像上，通过遵循不同的
规则使它只能在特定条件下被复制和提取。该技术通常用于防止
伪造和对抗性攻击，同时也可以保护图像版权。
三、数字水印技术的研究和应用
数字水印技术是一种将信息数据嵌入到原始文件中并使其能够
提取的技术。数码水印技术主要有三种嵌入方式：空域嵌入方式、变换域嵌入方式和混合式嵌入方式，其在现代通讯、图像处理和
版权保护等方面都有着重要的应用。
数字水印技术可以用于图像版权保护。数字水印技术的嵌入和
提取过程不影响原始图像的质量和信息，因此被广泛应用于保护
图像的版权。目前，很多数字出版社和内容创作者都使用数字水
印技术保护他们的作品版权。
数字水印技术也可以用于身份验证。身份验证是许多应用领域
数字图像水印技术的研究与实现-外文翻译
数字水印
R. Chandramouli &Majid Rabbani
1.介绍：
因特网的出现在以数字化形式的内容和传递方面产生了很多新的应用。其应用包括电子广告业，实时的图像和音频的传递，数字仓库和图书馆和网上出版业。在这些应用中出现一个重要问题就是保护所有参与者的权利。然而当前一些保护数字数据的版权法律是公认的还不够完善，这就导致一个新的方向－防拷贝和保护体制，在此基础上吸引了越来越多的基于数字水印技术的兴趣。数字水印是把信息嵌入数字媒体并能在之后把信息（我们称之为水印）提取出来或者探测到以防止复制的过程。数字水印已成为研究中一个活跃和重要的领域，面对高速发展的数字化进程，水印技术的发展和商业化被认为可以从根本上应对这个挑战。
在这章剩下的部分我们讨论的是静止图象的水印，当然，水印技术在原则上同样适用于音频和视频数据。数字水印可以是可见的也可以是不可见的。一个可见的水印一般包含一个易见的消息和公司标识所有权。另一方面一个不可见水印的图像看起来和原来的很相似，隐形水印的存在只有在运用合适的水印提取或者检测算法才能发现。在这篇章节我们讨论的是不可见水印。
不可见水印技术在一般来讲，包含了编码和解码的过程。一般水印的编码过程如图2所示。这儿，提出了水印插入的方法：
（1）
X是原始的图像，W是被插入的水印信息，K是用户的密钥，而E代表插入水印的函数。这个章节我们采用对原始图像X注释，嵌入过水印的图像我们称为X′。鉴于水印嵌入的方式和嵌入算法的不同，检测和提取能采取截然不同的方法。两者之间的最大区别是在于是否需要得到原始图像，在水印提取算法中如果不要求得到原始图像，我们就称之为盲水印技术，对盲水印技术来说，水印提取过程如下：
数字图像水印算法研究与实现
数字图像水印算法研究与实现
随着数字化的普及，网络媒体的迅猛发展，信息的传播越来越容易，而原创者
的作品权益反而受到了侵犯。在这种情况下，数字图像水印成为了保护版权的有效手段。数字图像水印就是将一些特殊的信息嵌入到数字图像中的一种技术。这篇文章主要介绍数字图像水印算法的研究与实现。
一、数字图像水印的分类
数字图像水印主要分为可见水印与不可见水印两种。在可见水印中，信息直接
嵌入到图像中，可以被人类肉眼直接通过观察看到。而不可见水印则是将信息隐秘地嵌入到图像中，对于人类眼睛来说看不出来。因为可见水印的安全性不高，通常不会使用在保护版权这种敏感的领域，而不可见水印则更容易被广泛应用。
二、数字图像水印的嵌入过程
数字图像水印的主要过程分为嵌入和提取两个过程。在嵌入过程中，需要选定
一些位置作为水印的嵌入点，然后将水印信息嵌入到这些点中。具体的嵌入过程包括以下几个步骤：
1. 对图像进行预处理：将图像转换成灰度图像或二值图像，以便更好地进行处理。
2. 选择嵌入点：选择一些图像中的像素点用来嵌入水印信息。通常选择的像素
点要符合一些特定的规则，比如保证水印信息容易提取，嵌入点分布均匀等。
3. 生成水印信息：生成需要嵌入的水印信息。水印信息可以是一些文字、数字、图片或者其他的信息。
4. 对水印信息进行转换和编码：将水印信息转化成数字信号，然后进行编码。
常用的编码方式有Huffman编码、压缩编码等。
5. 嵌入水印：将编码后的水印信息嵌入到选择的像素点中。嵌入方式通常分为
直接覆盖、加法混沌、小波变换等方式。
三、数字图像水印的提取过程
图像数字水印技术研究综述
图像数字水印技术研究综述
作者：王文娟
来源：《电脑知识与技术》2008年第36期
摘要：从数字水印的系统模型入手，对多种数字水印算法的精髓思想进行研究综述和对比分析。其中包括LSB算法、Patchwork算法等空间域数字水印算法，DCT、DFT、DWT及其各自衍生发展出的多种频率域数字水印算法，还有基于向量机的数字水印算法和基于跳频技术的数字水印算法。指出了各种算法的特点和适用范围。
关键词：数字水印；图像；版权保护；空间域；频率域
中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)36-2742-03
Summary on Image Watermarking Technology
WANG Wen-juan
(School of Information, Capital University of Economic and Business, Beijing 100026, China)
Abstract: Start with Digital Watermarking system model, summary and analysis the essence of many digital watermarking methods. Including the space domain digital watermarking algorithm such as the LSB algorithm, and the Patchwork algorithms , frequency domain digital watermarking algorithm such as DCT, DFT, DWT and their derivatives. There are digital watermarking algorithm based on the vector machines and digital watermarking algorithm based on frequency-hopping technology. At last point out the various features of the algorithm and its application.
水印技术的研究及实现
原理：卷积效果相当于计算平均值和差值 原始信号：R0： 64 2 3 61 60 6 7 57
第一级小波变换 R0： 64 2
(64+2)/2=33
3 61
60 6
7 57
(7+57)/2=32
(3+61)/2=32 (60+6)/2=33
求差值： N0： 33 32
64-33=31
33 32
使得原始数据发生可感知 的改变 当发生改动或攻击，水印 信息应保持一定的完整性 未授权的个体不得阅读 和修改水印 允许多重水印嵌入，每个 水印均能独立地被证明
数字水印的应用
版权保护 数字指纹
访问控制
票据防伪
篡改提示
隐蔽通信及对抗
数字水印的基本原理
通用的数字水印算法包含两个基本方面：水印的嵌入和 水印的提取或检测。 设 I 为数字图像，W 为水印信号，K 为密码，则处理后的 水印 W'由函数 F 定义如下： W ′ = F( I, W, K ) (1) 若水印所有者不希望水印被其他人知道，则函数F应该是 不可逆的，如经典的DES加密算法等。这是将水印技术与加密 算法结合起来的一种通用方法，目的是提高水印的可靠性、安 全性和通用性。水印的嵌入过程如图 1 所示，设有编码函数 E， 原始图像 I 和水印W’，那么水印图像表示见公式(2)： I′ = E( I, W ′) = E( I,F( I, W ,K )) （2）
数字图像水印技术的研究与应用
数字图像水印技术的研究与应用
摘要：
随着数字图像的广泛应用和网络的普及，图像的权益保护问题日益突出。数字图像水印技术因其不可见性和不易伪造的特点，成为图像信息安全领域的重要技术之一。本文将介绍数字图像水印技术的研究现状，以及其在版权保护、身份认证和内容鉴别等方面的应用。
一、引言
随着互联网的发展，数字图像的传播和复制变得极为容易。数字图像作为一种重要的信息载体，其版权保护问题越来越受到重视。数字图像水印技术应运而生，它能够保护数字图像的版权，防止盗版和未授权复制。数字图像水印技术也被广泛应用于身份认证、内容鉴别等领域。
二、数字图像水印技术的研究现状
数字图像水印技术是指将一段特殊的信息嵌入到数字图像中，嵌入后的数字图像外观上几乎无法察觉到水印的存在。数字图像水印技术主要包括可见水印和不可见水印两种类型。
可见水印是指在数字图像的明显位置插入一段可见的信息，用于标识图像的版权信息和归属等。可见水印一般采用文字、图形和标识等形式，以增加图像的可信度和直观性。可见水印技术研究的重点在于
如何在不损坏图像质量的前提下，准确嵌入水印信息，并保证水印信息的可见性。
不可见水印是指将一段特殊的信息嵌入到数字图像中，但肉眼基本不可察觉到水印的存在。不可见水印的主要应用场景是版权保护和身份认证。不可见水印技术的研究重点在于保证水印的不可见性和抗攻击性。目前常见的不可见水印技术有频域水印技术、空域水印技术和混沌水印技术等。
三、数字图像水印技术的应用
3.1 版权保护
数字图像水印技术在版权保护方面的应用是最为广泛和重要的。通过将版权信息嵌入到数字图像中，可以有效地保护原始图像的版权，防止未授权的复制和盗版。数字图像水印技术在版权保护方面的应用主要包括图像的数字签名、图像的溯源和盗版的追踪等。
数字图像水印技术综述
高技术通讯2021年第31卷第2期：148-162
doi:10.3772/j.issn.1002-0470.2021.02.005
数字图像水印技术综述①
吴德阳②*张金羽如容武艳“唐勇③*赵静*曲长波
（-燕山大学信息科学与工程学院秦皇岛066004）
（"广西中医药大学附属瑞康医院南宁530011）
（“*辽宁工程技术大学软件学院葫芦岛125105）
摘要随着数字信息技术的快速发展，数字图像信息被广泛用于通信和信息的表示，但该类信息也常常会受到非法的篡改，因此如何保证数字图像的版权不被破坏是数字信息领域一直面临的问题。数字水印作为一种版权保护技术，能在一定程度上解决图像的版权纠纷问题,对数字图像技术的研究具有重要的意义。本文对近些年来国内外学者在该研究领域取得的成果进行了系统总结，首先给出了图像水印的基本模型、基本特性以及衡量指标;接着，分析了现有的数字图像水印算法特点，并进行分类，介绍了水印技术在其他领域的应用；然后，针对水印算法的抵抗行为，总结了现有水印算法能有效抵抗的鲁棒性攻击；最后，根据现有水印技术的优势和不足，提出未来的发展趋势和下一步研究的方向。
关键词数字水印综述；版权保护；鲁棒性；盲水印；零水印
0引言
随着信息技术的飞速发展，数字信息的样式越来越丰富,如文本、音频、图像、视频等，使数据的存储和传输更加方便快捷，但许多违法分子经常使用图像编辑工具（例如Potoshop、美图秀秀）对数字图像信息进行恶意篡改，导致原有的数字图像的版权得不到保证。同时图像作为通信交流中较为直观的信息，在日常生活中被广泛使用，如医疗图像、军事地图等2〕。如果图像内容被恶意修改或破坏，不但会失去图像原有的价值，同时也有可能引发版权纠纷，因此对于数字图像进行版权保护具有重要的意义。
图像水印技术研究与实现【开题报告】
毕业设计开题报告
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图像水印技术研究与实现
一、选题的背景、意义
随着当前社会经济的快速发展，新的IT技术、电子商务以及大量的网络多媒体不断涌现，产品的版权保护和完整性认证也变得尤为重要，而图像水印技术就是在此基础上兴起的一门计算机科学技术。互联网的飞速发展极大的方便了人们从网络上获取数据，同时数字技术的发展和数字信息的普及也带来了许多问题其中一个重要的问题就是数字产品的版权保护问题。数字图像水印技术作为一种新兴的版权保护技术，是对数字媒体产品进行版权保护的有效方法之一。它实质是一种运用图像处理实现隐藏信息的技术。用于版权保护的图像水印的关键是水印信息嵌入的隐蔽性和抵抗攻击的鲁棒性。
数字水印技术的学科特点在于它横跨图像处理、多媒体技术、模式识别、密码学、数字通信等多学科领域，以这些领域的算法、思想和概念为基础。一个数字水印方案一般总是综合利用这些领域的最新进展，各学科的学者们也提出了不尽相同的算法。总的来说，数字水印技术是将一些标识信息(即数字水印)直接嵌入数字载体(包括多媒体、文档、软件等)当中，但不影响原载体的使用价值，也不容易被人的知觉系统(如视觉或听觉系统)觉察或注意到。通过隐藏在载体中的信息，可以达到确认内容创建者、购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改等目的。数字图像水印技术是信息隐藏技术的一个重要研究方向，为实现有效地信息版权保护提供了一种重要的手段。
二、研究的基本内容与拟解决的主要问题
1、研究的基本内容
1.1小波变换的特征
一种多分辨率分析工具，为不同尺度上信号的的分析和表征提供了精确和统一框架。它的原理是来源于Fourier变换！但是它比传统的Fourier变换有更多优点，比如：1）小波变换可以覆盖整个频域；
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图像水印技术研究与实现
一、前言部分：
近年来，随着数字化技术的进步和Internet 的迅速发展，多媒体信息的交流达到了前所未有的深度和广度，其发布形式愈加丰富了。网络发布的形式逐渐成为一种重要的形式，伴随而来的是多媒体数据的版权保护问题。因此多媒体信息版权保护问题成了一项重要而紧迫的研究课题。为了防止窃取信息而使用的传统加密技术，在应用于图像版权保护上却存在一些缺点，比如图像被解密后与所有者无关，使用者可以对解密后的图像进行任何形式的电子传播；密文形式的图像更加容易引起攻击者的注意；被加密的图像未解密前无法查看，而图像的传播就是为了被查看，如此将严重影响人们利用网络的效率[1]。为了解决这一难题，近几年国际上提出了一种新的有效的数字信息产品版权保护和数据安全维护的技术一一数字水印技术（digtal watermarking）。数字水印技术通过在原始媒体数据中嵌入秘密信息——水印来证实该数据的所有权归属。水印可以是代表所有权的文字、产品或所有ID、二维图像，视频或音频数据、随机序列等。主要应用于：媒体所有权的认定。即辨认所有权信息，媒体合法用户信息；媒体的传播跟算法研究。该子模块的研究为解决网络制造产品版权保护问题奠定了基础数字水印技术，又称数字签名技术，成为信息隐藏技术的一种重要研究分支，为实现有效的信息版权保护提供了一种重要的手段。
二、主题部分：
1 图像水印的基本原理
从图像处理的角度看，嵌入水印信号可以视为在强背景下迭加一个弱信号，只要迭加的水印信号强度低于人类视觉系统( Human Visual System ，HVS) 的对比度门限，HVS 就无法感到信号的存在[2]。对比度门限受视觉系统的空间、时间和频率特性的影响。因此通过对原始信号作一定的调整，有可能在不改变视觉效果的情况下嵌入一些信息，从数字通信的角度看，水印嵌入可理解为在一个宽带信道(载体图像) 上用扩频通信技术传输一个窄带信号(水印信号) 。尽管水印信号具有一定的能量，但分布到信道中任一频率上的能量是难以检测到的。水印的译码(检测) 即是在有噪信道中弱信号的检测问题。
一般来说，为了使水印能有效地应用于版权保护中，水印必须满足如下特性:
1) 隐蔽性水印在通常的视觉条件下应该是不可见的，水印的存在不会影响作品的视觉效果。
2) 鲁棒性水印必须很难去掉(希望不可能去掉) ，当然在理论上任何水印都可以去掉，只要对水印的嵌入过程有足够的了解，但是如果对水印的嵌入只是部分了解的话，任何破坏或消除水印的企图都应导致载体严重的降质而不可用。
3) 抗窜改性与抗毁坏的鲁棒性不同，抗窜改性是指水印一旦嵌入到载体中，攻击者就很难改变或伪造。鲁棒性要求高的应用，通常也需要很强的抗窜改性。在版权保护中，要达到好的抗窜改性是比较困难的。
4) 水印容量嵌入的水印信息必须足以表示多媒体内容的创建者或所有者的标志信息，或是购买者的序列号。这样在发生版权纠纷时，创建者或所有者的信息用于标示数据的版权所有者，而序列号用于标示违反协议而为盗版提供多媒体数据的用户。
5) 安全性应确保嵌入信息的保密性和较低的误检测率。水印可以是任何形式的数据，比如数值、文本、图像等。所有的水印都包含一个水印嵌入系统和水印恢复系统。水印的嵌入和提取过程分别。
6) 低错误率即使在不受攻击或者无信号失真的情况下，也要求不能检测到水印(漏检、false -negative) 以及不存在水印的情况下，检测到水印(虚检、false - positive) 的概率必须非常小[2]。
2 小波变换历史
小波变换（wavelet transformation）[3]基本概念是以某些特殊函数为基将数据过程或数据系列变换为级数系列以发现它的类似频谱的特征，从而实现数据处理。法国从事石油信号处理的工程师J.Morlet在1974年首先提出的，通过物理的直观和信号处理的实际需要经验的建立了反演公式，当时未能得到数学家的认可。正如1807年法国的热学工程师J.B.J.Fourier提出任一函数都能展开成三角函数的无穷级数的创新概念未能得到认可一样。幸运的是，早在七十年代，A.Calderon表示定理的发现、Hardy空间的原子分解和无条件基的深入研究为小波变换的诞生做了理论上的准备，而且
J.O.Stromberg还构造了历史上非常类似于现在的小波基；1986年著名数学家
Y.Meyer偶然构造出一个真正的小波基，并与S.Mallat合作建立了构造小波基的统一方法--多尺度分析之后，小波分析才开始蓬勃发展起来，其中比利时女数学家
I.Daubechies撰写的《小波十讲（Ten Lectures on Wavelets）》对小波的普及起了重要的推动作用。与Fourier变换、视窗Fourier变换（Gabor变换）相比，具有良
好的时频局部化特性，因而能有效的从信号中提取资讯，通过伸缩和平移等运算功能对函数或信号进行多尺度细化分析（Multiscale Analysis），解决了Fourier变换不能解决的许多困难问题，因而小波变化被誉为“数学显微镜”，它是调和分析发展史上里程碑式的进展。
3 小波变换在图像处理上的应用
小波变换是空间(时间)和频率的局部变换[4]，因而能有效地从信号中提取信息。信号和信息处理专家认为，小波分析是时间—尺度分析和多分辨分析[4]的一种新技术。在图像处理方面，小波变换是对图像进行多分辨率分解，分解成不同空间、不同频率的子图像，然后再对子图像的系数进行处理。对系数的处理是小波变换用于图像处理的核心。根据S.Mallat的塔式分解算法，图像经过小波变换后被分解成2个部分，即低频平滑部分(LL)和高频细节部分(LH、HL、HH)，共4个子带。其中，LH、HL、HH分别对应水平、垂直、对角线方向的边缘和细节，这个分解过程可重复地用于分解LL部分[4]。图像经过小波分解后生成的小波图像具有与原图像不同的特性，表现在图像的能量主要集中在低频部分，即图像的主要部分，也是视觉重要部分；而图像的高频部分，即图像的细节部分能量较少。且分辨率越低，各部分中的有用信息的比例越高[5]。
4 应用于图像水印技术的小波变换
1）基于小波变换的图像水印算法是自适应性。这种特性为分析图像的局部特性(如边缘和纹理等特性)提供了很好的空间一尺度定位[6]。小波变换所使用的基于变换域的技术可以嵌入大量比特数据而不会导致可察觉的缺陷，往往采用类似扩频图像技术来隐藏数字水印信息[7]。同时由于小波对图像的多分辨率表示，因此该方法在嵌入水印时，可根据各自的重要程度对图像进行分级处理，这一点已经在图像编码中应用得相当广泛,小波变换的这一特性可以实现水印的渐进编码和传输[12]。将水印信息直接叠加到图像的空间域上的算法叫做空域算法。基于小波变换的水印和基于分块DCT的水印不同，它具有不同的空间支持区域，因而具有局部水印和全局水印的双重优点，基于局部空间支持的水印分量可以抵抗诸如剪切一类的攻击，而基于全局支持的水印则对低通滤波和图像缩放等攻击有较强的稳健性[9]。2）基于盲水印检测的DWT算法。该算法首先对原始图形进行小波变换，根据人类具有的视觉掩饰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阀值范围内允许的修改，从而实现水印的嵌入[10]。水印的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，为了增大算法的安全性，