基于提升小波变换的数字水印算法研究
基于小波变换的数字水印算法研究32716
基于小波变换的数字水印算法研究32716————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：目录摘要 (Ⅲ)Abstract (Ⅴ)第1章绪论 (1)1。
1引言 (1)1。
2本文研究的目的及意义 (2)1.3数字水印技术的国内外研究现状 (2)第2章数字水印理论基础 (5)2.1 数字水印的基本概念 (5)2.2 数字水印的基本特征 (5)2。
3 数字水印的基本原理 (5)2。
4 数字水印的分类 (8)2。
5 数字水印典型算法（针对图像领域) (10)2。
6 数字水印的鲁棒性问题和攻击行为 (12)2。
7 数字水印应用领域 (13)第3章小波分析理论基础 (17)3.1小波分析的发展历程 (17)3.2小波函数与小波变换 (18)3。
3离散小波变换 (20)3。
4 多分辨率分析 (22)3.5实验环境：可实现数字水印技术的高效实用工具-—Matlab (24)第4章基于小波变换的数字水印算法 (25)4.1算法描述 (25)4.2实验结果及分析 (28)4.3 本章小结 (36)参考文献 (37)致谢 (39)附录 (41)基于小波变换的数字水印算法研究摘要数字水印技术是目前信息安全技术领域的一个新方向，是一个在开放的网络环境下，保护版权和认证来源及完整性的新型技术.本文针对基于小波变换的数字水印技术，提出了一种基于小波域的二值图像水印算法。
该算法选择了检测结果直观、有特殊意义的二值图像作为原始水印,并在嵌入之前进行图像置乱预处理，以提高安全性和隐蔽性，兼顾了水印的不可见性和鲁棒性，利用多分辨率分析思想进行水印的嵌入与提取.通过大量的仿真实验，证明本文算法在保证水印不可见性的同时，对常见的图像处理如JPEG压缩、噪声、滤波、剪切等,均有较好的鲁棒性.关键词：数字水印，小波变换，鲁棒性,不可见性，JPEG压缩Based on the wavelet transform the digital watermarkAbstractDigital watermarking technology is the field of information security technology a new direction，is an open network environment, copyright protection and authentication and integrity of the sources of new technology.In this paper, based on wavelet transform the digital watermarking technology, a wavelet domain based on the binary image watermarking algorithm. The algorithm chosen the test results intuitive, with special significance in the value of the original image as a watermark and embedded in the image scrambling prior to the pretreatment to enhance the safety and concealment；watermark does not take into account the visibility and robustness，Use of multi-resolution analysis of the thinking embedded watermark and extraction. Through the simulation experiments to prove that this algorithm can not watermark visibility at the same time，the common image processing such as JPEG compression, noise, and so on，have a better robustness.文档为个人收集整理，来源于网络文档为个人收集整理,来源于网络Key words:digital watermarking，wavelet transform ，Robust，visibility，JPEG compression第1章绪论1.1引言随着信息技术和计算机网络的飞速发展，数字多媒体信息包括图像、文本音视频、三维模型的存储、复制与传播变得非常方便.我们在通过互联网方便快捷的获取多媒体信息的同时，还可得到与原始数据完全相同的复制品，这就带来了对数字媒体原创者的版权和经济利益如何保护以及数字媒体信息是否安全可信等诸多问题.由此引发的信息安全问题、盗版问题和版权纷争问题已成为日益严重的社会问题。
基于小波变换的数字水印算法研究
水印嵌入 过程中将重点考虑水印 添加的稳健 性、 不可感知性等性能， 根据嵌入的水印特征， 把数 字水印嵌入方法分 为图像水印嵌入方法和序列水 印嵌入方法 . � .� 图像水印的嵌入法 图像数字水印技术是根据图像小 波变换后小
收稿日期： 2 006 - 01 -08 作者简介： 费伦科 （198 2 ） ， 男， 江西九江人， 华东交通大学信息工程学院硕士研究生 .
有离散余弦变换 （ DC ） 、 小波变换 （
） 、 付氏变换
解， 变换图像如图 1 所示：
）
56
华
东
交
通
大
学
学
报
20 0 6年
图像压缩的顽健性， 水印图像 小波变换次数 2 小 � 于原始图像小波变换次数 1， 根据相应的策略， 把 �
基 于 小 波 变 换 的 数 字 水 印 算 法 研 究
费伦科， 汤文亮， 丁振凡
（华东交通大学 信息工程学院， 江西 南昌 3300 13）
摘要： 基于小波 变换的数字水印技术是当前的一个研究热 点， 本文系 统分析 和总结 了基于小 波域的 数字水 印算法， 并 根据水 印算法的特点对其进行了分类， 详细分析了各类水印算法的各种嵌入和检测 技术以及各 自的优缺点 ， 最后 给出了图像 水印算 法的测试结果 . 关 键 词： 版权保护； 小波变换； 数字水印； 水印算法 文献标识码： A 中图分类号印技术一样， 小波域水印也分为 水印嵌入和水印检测两部分， 其中水印嵌入过程如
密钥 数字水印
带嵌入算法的基础上， 采用低频重复嵌入方法来提
取
基于小波变换的数字水印技术研究
shortage.Therefore, researchers combine Discrete Wavelet Transform and Singular Value Decomposition (SVD) .The new algorithm not only preserves DWT itself advantages,but also can use SVD to improve the robustness of the algorithm. Firstly,this paper makes a comprehensive introduction about digital
I
基于小波变换的数字水印改进算法研究
要大于亮度变化小的区域［。因此利用人眼视觉系统信息处理与小波的多分辨率分析方法具有共 同判断 ５ ］
特 征 ， 更 好地嵌 入数 字水 印信 息 。 能
小波变换 的概念最早是 由法国从事石油信号处理 的工程师 ＪＭ ｒｔ ． ｏｅ提出来 的， ｌ 具体应用是其理论和
电子信息技术相结合的产物…。信号处理最终要达到的 目标就是 ： 快速传递或存储 ， 准确地分析诊断 、 更
编码压缩 ， 以及精确地重构或恢复。如果从数学的角度去分析 ， 信号与图象处理都可以统一看作是信号处
主 图像 中 ， 检测 透 明性 和鲁 棒性 ， 以叠 加值嵌 入 ， 复此 过 程 ， 到 满足 给定 的某 种评 价标 准 Ｍ。 重 直
２ ２ 人眼 的视 觉特 性 ．
人类 的视觉系统的研究成果发现 了多种视觉掩蔽效应 ， 因而可 以利用掩蔽效应在图像 中掺人更多信 息。研究表明 ： 眼对高频子带的高频分量失真往往 比对低频子带的高频分量失真更敏感 ， 人 即人 眼对图像 边缘 、 轮廓信息的失真很敏感 ； 眼对垂直和水平 的线条和边框最敏感 ， ４ 度方 向的线条和边框不敏 人 对 ５
（） １透明性。添加水 印后 ， 数字媒体的感官特性没有发生明显的变化 ， 即看不到数字水 印的存在 。
收稿 日期 ：０ １ ４ ７ 修回 日期 ：０ １ ５—１ ２ １ —０ —１ ； ２ １ —０ ２
基金项 目： 安徽省教育厅 自然科学研究项 目（ Ｊ １Ｂ ０ ） Ｋ２ ０ １ ０ ５ 作者简介 ： 梁玉清 （ ６ 一）男 ， １ ９ ， 安徽蚌埠人 ， ９ 讲师 ， 硕士 ， 主要研究方向 ： 数字水印。
基于小波变换的数字水印技术研究及其应用分析
基于小波变换的数字水印技术研究及其应用分析近年来，随着数字化技术的迅速发展，数字媒体的内容传播已经成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。
而数字媒体的无限制传播也带来了一个巨大的问题——版权安全问题。
数字水印技术因此而应运而生。
本文将对基于小波变换的数字水印技术进行研究，并探讨其在实际应用中的效果和局限性。
一、基本原理数字水印技术是将一些特殊的信息嵌入到数字媒体文件中，这些信息通常是不可见的。
数字水印技术可以应用于图片、音频、视频等各种媒体领域。
这些嵌入的信息可以被用来验证文件的真实性或者防止侵权行为。
基于小波变换的数字水印技术，通常是将数字水印信息嵌入到原始信号的高频分量中。
它的基本原理是将数字水印信息与原始信号进行小波变换，然后在其高频分量中嵌入数字水印信息。
小波变换提供了一种优秀的多分辨率分析方法，可以将原始信号分解成不同分辨率的频带，极大提高了数字水印的嵌入效果。
同时，小波变换还具有良好的时域局部性和空间频率局部性，可以在高频分量中嵌入较弱的水印以增加鲁棒性，同时又不会影响到原始信号的质量。
二、实际应用数字水印技术的应用十分广泛，比如电子商务、版权保护和取证等方面。
下面，我们将分别介绍数字水印技术在这些领域中的应用情况。
在电子商务方面，数字水印技术可以保护商家的产品图片、视频以及其他电子文档等信息，防止重复利用或者盗用。
另外，数字水印技术还可以在数字媒体中嵌入潜在用户信息，方便营销推广。
在版权保护方面，数字水印技术可以在数字媒体中植入特殊的信息，标记媒体所有权和版权信息。
这可以有效保护版权，防止非法复制和传播，加强知识产权的保护。
在取证方面，数字水印技术可以嵌入不同的信息，如用户ID、时间戳等，可以在被篡改或者破坏的情况下实现取证目的。
此外，数字水印还可以用来记录分发和使用权，方便版权追溯。
三、局限性与发展趋势尽管数字水印技术在保护版权上的作用已经得到了广泛的认可，但是在实际应用中仍然存在一定的局限性。
基于小波变换的数字水印算法研究
Ｑ ：
Ｓｃｉ ｃｅ ｅｎ ａｎｄ Ｔｅｃｈ ｎｏｌ ｏｇｙ Ｃｏｎｓ ｔｎ８ ｕｌ ｉ Ｈｅｒ ｌ ａｄ
高 技 术 新
基于小 波变换 的数 字水 印算 法研 究
张楠 范 铁 生 （ 辽宁大学信息学院 辽宁沈阳 １ ０ ３ ） １ ０ ６ 摘 要 ： 于小波 变换 的数字水 印技术 是 当前很 重要 的研究 热门 ， 基于 小波 变换 的数 字水 印算法 研究》 系统 分析和 总结 了基 于小波 域 基 《 的数字水印算法 ， 并根据 水印算法 的特 点对其进行 了分类 ， 详细分析 了各 类水印算法 的各 种嵌入和检爰 技术 以及各 自的优 缺点 ， 后给 出 ｊ 最 了基 于 小波 变 换 的 数 字 水 印 算 法 的 优 点 。 关键 词 ： 小波 变换 数字水印 水 印算法 保护版权 中图分类号 ： ３ ． ７ Ｇ６ ３ ６ 文献标识 码 ： Ａ 文章编 号 ： ７ －０ ８ （ Ｏ Ｓ Ｏ （ ） ０ ２ ２ Ｉ ４ ９ ｘ２ Ｏ ） ２ ｂ一０ ０ —０ ６
里叶变换的特 例） 的优 点 ， 同时 又克服它 的许多 缺 点 ，人们一 直 在寻 找 新的 方法 。小波 理论 是近 年来兴起的 新的学科 ， 基本思 想就是把 图 像进 行多 分辨 率分 解 ， 分解 成 不同 空 、不 同频 率的 图像 ， 后再对予 图像的系数进 行 然
后小波 系数的特 点 ， 把一幅 ， ×Ｈ ×ｋ ｂ ｔ ， Ｊ １ ｉ （ ＝ …２ ） 图像作为 水印信息嵌 入到图 ｋ ８ ４的 像 中， 中 ｍ 表示 图像的 大小 ， 其 ｋ表示 颜 色的 深 度。 图像 水 嵌 入的 位置 为载 体图 像小波 变换 后的 低频予带 和高频予 带 中。 ４． ． 低频 带嵌 入法 １１ 低 频 ｆ带 水印嵌 入方法 是在 原 图小波 分 － 解后 低频 了 的系数中嵌 入水印 。由于低频予 带 带 代表 图像 中平坦 的邮分 ， 具有较 高的 感觉容 量 ， 入 水印的 鲁棒性强 。 该 类方法 对高频 嵌 滤 波 、有损 压缩 都 有较好 的 抗攻 击性 。 但 ３数字水 印的设计 需要考虑的几个方面 同时 正因为 低频 分量 直接 影响着 图像的质鼍 ， （） １鲁棒性 ： 是指被 保护的信息 经过 某种改 水印嵌 入容 最过 火会 直接影 响 图像的 视觉 效 动 后抵 抗隐 藏信 息丢 失的能 力 。例 如传输 过 果 。 程 中的信道噪音 、滤波操作 、重采样 、有 损编 该嵌入 方法 基本思想 是 ： 原始 图像进行 对 码 压缩 、Ｄ／Ａ或 Ａ／Ｄ转换 、图像的 几何变换 ｎ 层小波 变换 ， ｌ 得到 图像 小波 变换 系数细 节千 （ 如平移 、伸缩 、旋转 、剪 裁等） 。 图 （ ＇ （ 表 示分解的 层次 ， ｌ ２ 其中 ． ｆ ’ ） ， …， （） ２ 不可检测性（ 不可 见性 ）是指隐蔽载 体 ： ｌ ２， ， ３分 ｌ ｊ 代表 水平方 向 、垂 直方 向和对 与原 始载体 具有 一致 的特性 。如具 有一 致的 角线 方向的三个细节 于图， 下同） 和一个逼近子 统 计噪声分 布等 ， 便使非法 拦截者很难 判断 图 以 ＇ ； 水［ 图像进行 ｎ 层小波 变换 ， 。对 ） Ｉ 】 ２ 得 是否有 隐蔽信 息。 到水印的小波 变换系数ｎ （ ’ ｉ ｎ ’ 义同 ＇ （ （ ） ， 的意 （ ） 明性 ： ３透 是指经过 一 系列隐藏处理 后 ， 上） 考虑到 图像进行 图像压缩的顽 健性 ， ， 水印 原始数据 没有 明显的降 质现 象。 图像小波变换 次数 ｎ ２小丁原 始图像小波 变换 （） ４安全性 ： 要求隐减算法 有较 强的抗攻 击 次数 ｎ ， ｌ 根据相 应的策略 ， 水印 图像小波 系 把 能 力（ 篡改 、伪造 、去除 水印） 使隐藏 信息 不 数矩 阵 （ ●嵌 入到 某一 （ ＇ 中。 人多 ， ＿＇ ． ● 会 被破 坏 。如 ： 因文 件格 式转 换而 丢 失水 算法 采 用如下 嵌 入公式 。 不 ｉ 印， 且未 经授权 者不能检 测 出水印。 ｐ （ ｖ ＝ｐ（ ， ） ） ｘ １ 十０穗 ，● 。 ． ’ （） １ （） ５ 自恢 复性 （ 自相似性 ） 由丁 经过一些操 ： ｔ １＝ ． ．） ｌ ‘ ｔ， ） ） １ Ｌ＋ ｏ ｘｊ） ） （） ２ 作或变换后 ， 可能 会使原数据产生较大的破坏 ， 其 中 为水印嵌 入的强 度 ， 越 夫， 印 水 如果只从 留下的片段数据 ， 仍能恢 复隐藏信号 ， 的稳 健性 越好 ， 水印的 可 见性越 差 ， 但 反之 ， 而且恢复过程不需要原数据 ， 就是 自 复性 。 达 恢 越小 ， 印的 可见性越 好 ， 水印的 稳健性 水 但 ３ ６ 水印容 量 ， 越 差。对 行逆小波 变换将 得到嵌 入水印 ， 进 水 印容 量 和 鲁捧 性 之 间是 相 互 矛盾 的 。 的 图像。 水 印容量的 增加会带来 鲁棒性 的下降 ， 不可 对 ４． ． 重复嵌入 法 １２ 见性 也有 影响 。为抵 抗 各种 变换 ， 印通 常 水 为 了提高 水印嵌入的稳健 性 ， 该方法在 低 需 要按照一 定的排列方 式反复加入 多次 ， 当水 频 子带嵌 入算法 的基础上 ， 用低频重复嵌 入 采 印容量大时 重复次数 只好减少 ， 而鲁棒性 不好 方 法来提 高水印 的稳健性 ， ： 即 就会 导致 检 测结 果 的 不可 靠 。 （） １对大小 Ｍ Ｍ 的原始 图像 进行 一 Ｘ 般�
基于小波变换的数字图像水印算法的研究
为增强嵌入水 印信息 的稳健 性和不可见性 ， 利用公式 ｌ 加法完成 。 ④通过对嵌 入水印后 的系数进行小 波反变换 ，即可获 得加入水 印后 的图像 Ｉ。
３２ 水 印 提 取 算 法 及 步 骤 －
∑ｗ ｉ Ｗ（ （× ’ ） ｉ ）
Ｎ： Ｃ 生 —————一 公 式（ ） ４
指在经历多种无 意或有 意的信 号处 理过程后 ，数字水 印仍
能保持完整性或仍 能被 准确鉴别 。可能的信号处理过程包
在水 印嵌 入后 ，含水 印的图像在发生版权 纠纷 或其他
应用时 ， 需要提取 出水印 图像 ， 以确保版权 的归属问题或得 到隐藏的信息 ， 这就是水 印提取 、 检测 的作用。以图像 为例 ， 其中虚线表示该条件非必要条件 。
∑Ｗ（ ） ｉ
（） １
它的嵌入模式为 ：
图 １ 小 波 域 中嵌 入 水 印 的模 型
设有原始 图像 Ｉ 和水印信息 ｗ，水印嵌入算法为 Ｅ 水 ，
印嵌 入时所采用的密钥 Ｋ ， 那么水印图像 Ｉ 可表示如下 ：
Ｉ＝Ｅ Ｉ Ｋ ） Ｗ （， Ｗ， 公 式（） ２
是指在数字 作品 中嵌入数 字水印不会 引起 明显 的降质 ， 并 且不易被察觉 。（ ） ２ 鲁棒性（ 也称稳健性 ） ——所谓 鲁棒性是
的透明性 、 鲁棒性 、 全性 、 安 肓检性和恢 复性 以及易提取性
达 到理 论 与 现 实 意 义上 的统 一 。
２ 水印 的框 架和性 能评估
２１ 水 印 的 一 般模 型 ．
一
般 的水 印算法 主要 由水印信息的嵌入和提取 的核心
算法来确 定。它的嵌入算法 主要是将水印信息加 入到载体
ＰＮ ＝０ ｌ Ｓ Ｒ １１ ｇ
基于提升小波变换的数字水印算法研究
基于提升小波变换的数字水印算法研究摘要：本文阐述了提升小波变换特性，设计并实现了基于提升小波变换的数字水印算法，仿真结果表明该算法鲁棒性强、不可见性好。
关键词：提升小波；水印；鲁棒性；不可见性0 引言随着互联网络上数字多媒体传播的飞速发展，数字水印作为一种真实性和完整性的版权保护技术正受到越来越多的关注[1]。
自从上个世纪90年代以来，针对数字水印技术的研究越来越深入和广泛。
当前，人们广泛应用数字水印技术在视频点播、电子商务、彩信收发等方面，数字水印技术已经成为新一代多媒体信息安全的热点问题之一。
小波分析由于具有多分辨率和多尺度分析特性，在图像处理方面得到了广泛应用[2]。
利用小波分析可以更好地控制水印信息在图像中的分布，从而协调解决鲁棒性和不可见性之间的矛盾。
小波变换的提升方案是构造小波变换的一种新方法，其特点是所有的运算都在空间域进行，从而摆脱了对频域的依赖。
由于变换过程中不必依赖傅立叶分析，且容易实现快速算法，所以它广泛的应用于数字水印技术中。
1 水印的嵌入本算法的嵌入过程由以下几个步骤构成：Step1：对原始图像进行RGB分解，准备对图像的绿色分量进行水印嵌入。
Step2：将二值水印做Logistic混沌加密，得到混沌密钥seed以及u。
Step3：对step2加密的数据进行[7,4,3]汉明编码，即把加密数据按顺序以四位为一个整体，分成多组数据分别进行[7,4,3]汉明编码[3]。
此步骤的目的是提高该算法的纠错能力。
Step4：把图像中的绿色分量进行提升小波变换[4]，得到近似系数CA。
Step5：对近似系数CA进行分块，把它分割成4部分（分割方式如图1）。
分别嵌入相同的水印信息，但每一部分嵌入水印时的方向不同。
其中左上角部分嵌入水印的方式为：把数据分割成2×2子块block，分别对各分割子块进行奇异值分解。
Step6：把信息嵌入到每个子块的最大奇异值中，嵌入规则为：1）计算整数D=[λ1/Q]。
毕业：基于小波变换的数字水印技术研究正规版
毕业：基于小波变换的数字水印技术研究(可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）基于小波变换的数字水印技术研究摘要：算法基于Haar小波变换，把小波系数分块，并计算每个块的平均值。
在一系列信号处理之后，这些块(尤其是大的块)的平均值不会有很大改变，否则，重构的图像就与原始图像有很大差别。
通过对这些块的平均值进行量化来嵌入水印；提取时也依赖于相应块的平均值，所以不需要原始图像参与。
算法对有损压缩、小波压缩、噪声、中值滤波和剪裁等操作有较好的鲁棒性。
关键词：信息隐藏；数字水印；小波变换引言随着计算机和网络的飞速发展，人们的许多创作和成果都以数字形式进行存储和发布。
然而，数字作品极易被非法拷贝、伪造和窜改，使得很多版权所有者不愿意利用网络公开其作品，从而阻碍其自身发展。
目前，数字作品的版权保护不仅仅是立法问题，也是一个很重要的技术难题。
从技术上看，数字媒体版权信息的嵌入和检测问题，是数字作品版权保护的两个关键问题，它综合了传统密码学的认证和鉴别问题的特点，又加入了稳健性要求。
版权保护信息必须与被保护的数据密切结合，版权保护信息的鉴别过程必须具有了抗干扰能力。
在这种情况下，数字水印技术应运而生。
1.数字水印技术概述提到水印，人们都会想到钞票中的水印。
钞票水印具有两条特性，首先，水印在通常情况下不可见，只有在特殊的观察条件下才可见（钞票中水印在光下可见）。
其次，水印信息必须与载体对象相关（在这里表示纸币的真实性）。
1.1数字水印技术的特性可证明性：能够为受到版权保护的数字产品提供完全可靠的证据。
不可见性：即被嵌入水印信息的数字产品不会出现明显的质量下降，隐藏的数据不易被察觉；另外，不能用统计的方法恢复出水印。
鲁棒性：添加的数字水印必须对施加于宿主图象的攻击具有一定的免疫能力，不能因为对宿主图象的某种操作而导致水印信息丢失。
1.2数字水印技术的应用水印技术的应用极为广泛，主要有以下7种应用领域：广播监控、所有者识别、所有权验证、交易跟踪、内容真伪鉴别、拷贝控制以及设备控制。
基于小波变换自适应数字图像水印算法的研究与实现的开题报告
基于小波变换自适应数字图像水印算法的研究与实现的开题报告一、选题背景随着互联网技术的飞速发展，数字图像作为信息传递和存储的最基本形式，得到了广泛的应用。
数字图像水印技术是对数字图像加密和保护的有效手段之一。
数字水印技术是将任何形式的信息（比如图像、音频或视频）嵌入另一种数字媒体中的一种方法。
通过在图像中嵌入特定的信息，可以实现版权保护、身份认证、数据追踪和安全传输等多种应用。
传统的数字水印算法可以分为频域算法和空域算法两类。
其中，频域算法主要是通过将水印信息加入到图像的频能区域来达到隐藏水印的目的。
空域算法则是将水印信息隐藏在图像的像素值中。
近年来，小波变换自适应数字图像水印算法也逐渐兴起。
该算法利用小波变换的多分辨率特性，将水印信息嵌入到图像局部的低频系数里，以达到更好的保护水印信息和减轻图像失真。
二、研究目的和内容本研究旨在对小波变换自适应数字图像水印算法进行深入研究和实现，并评估其有效性和性能。
具体内容包括以下方面：1. 基于小波变换的数字图像水印嵌入和提取算法原理研究。
2. 分析小波变换自适应数字图像水印的优缺点，提出针对其缺点的改进方案。
3. 在Matlab平台上进行算法实现，并进行实验验证，包括实现的准确性、鲁棒性、隐蔽性和抗干扰能力等方面的评估。
4. 与其他数字图像水印算法进行比较和分析。
三、研究方法和技术路线本研究的核心是小波变换自适应数字图像水印算法，主要研究方法和技术路线如下：1. 文献调研：综合研究数字图像水印和小波变换相关理论和方法，分析目前常用的数字图像水印算法及其缺陷，了解小波变换自适应数字图像水印算法的研究现状和优化方向。
2. 提出改进方案：针对小波变换自适应数字图像水印算法的不足，提出改进方案，包括对算法的嵌入和提取过程进行实现和优化。
3. 算法实现：基于Matlab平台，实现小波变换自适应数字图像水印算法的嵌入和提取功能，并进行正确性验证和性能评估。
4. 实验评估：利用现有的测试数据集对算法进行评估，主要包括对所嵌入的水印信息的准确性，图像失真度以及抗干扰和隐蔽性等方面进行评估和比较。
基于小波的数字水印的研究实现
• 多维度与多模态数字水印研究：目前数字水印主要关注图像内容。未来可以探 索将数字水印技术应用于音频、文本和多模态数据。这种多维度和多模态的水 印技术将有助于更全面地保护多媒体数据的版权和完整性。
性质
具有多分辨率分析、时频局部化 、灵活性等特性，能够适应不同 的信号处理需求。
小波变换在图像处理中的应用
01
02
03
图像压缩
通过小波变换将图像分解 为不同频率的分量，去除 冗余信息，实现图像压缩。
图像增强
利用小波变换的时频局部 化特性，对图像进行滤波、 锐化等处理，提高图像质 量。
图像去噪
通过小波变换去除图像中 的噪声，实现图像的降噪 处理。
02
03
鲁棒性测试
性能分析
对水印图像进行多种攻击测试， 如JPEG压缩、噪声污染、剪切等， 观察水印提取效果。
分析算法的运行时间、内存占用 等性能指标，与现有算法进行比 较。
结果比较与讨论
与其他算法比较
将基于小波的数字水印算法与其他主流算法在性能和 效果上进行对比。
优缺点分析
分析该算法的优点和不足，探讨改进方向和潜在应用 场景。
VS
基于小波的数字水印技术利用小波变 换的多尺度特性和人类视觉系统特性， 将水印信息嵌入到图像的多个尺度上， 实现水印的鲁棒性和不可见性。同时， 小波变换还可以用于水印的提取和检 测。
02 小波变换原理
小波变换的定义与性质
定义
小波变换是一种信号处理方法， 通过伸缩和平移操作，将信号分 解为不同频率和时间尺度的分量 。
基于小波变换的数字水印的研究
．
（ ） 健 性 ： 印应 对 各种 可 能 的 图像 处 理 和恶 意 ２稳 水 的攻击 都具 有抵抗 能力 （ ） 全 性 ： 印 应 该是 秘 密 的 ， ３安 水 只有 授 权 方 才 可
【 键词 】 小波 变换 ， 字水印 ， 关 ： 数 算法一
１ 数 字 水 印 概 述 、
特性 ， 因此在 数字水 印研 究领 域 ， 小波 变换 扮演着 十 分
数 字水 印技 术是 信 息伪 装 技术 中最重 要 的 内容 之 重要 的角色嘲 小波 变换 主要 有 离散 小 波变换 ． 连续 小 波变 换 ， 二 它作 为加 密技术 的补充 ． 多媒 体信 息 的版权 保 护 在 与 完整性 认证 方 面得到 了迅 猛 的发 展 。数字水 印技术 进 小波 变换 和零树小 波 变换 等几种 方法 ，本 文 主要用
在 连续 变换 的尺 度ａ 时 间值 下 ，小 波基 函数 。 和下
（ ） 可 见性 ： 印应 该 是 视 觉 上 不 可 见 的 ， １不 水 即它 （ 具 有很 大 的相关 性 ， 以一 维信 号 ） 小波 变 换成 ｔ ） 所 ｔ 做 的存在 不应 该使 原始 图像 视 觉质 量发 生变 化或 影 响原 二 维 的ＷＴ （， 后 ， 的信 息 是有 冗 余 的 ， 现 在不 同 ，， ａｒ 它 ） 体
ＤＷ Ｔ 。
Ｄｓ ｅｅ ｖｌｔ ｒｎｆ ｍ ．记为 ｃ ｏ 为 了更 好地 实 现数 字 图像 的真伪 验 证 、安 全存 储 成 为离 散小 波 变换 ｆ ｉ ｒｔ Ｗａｅｅ Ｔａ ｓ ｒ ）
基于小波的数字水印的研究实现的开题报告
基于小波的数字水印的研究实现的开题报告一、选题背景及意义随着数字技术的快速发展和数字信息的广泛应用，数字版权保护已经成为一个非常严峻的问题。
数字水印技术作为一种常用的数字版权保护手段，已经得到了广泛的关注和研究。
数字水印技术是将一些不可见的标识信息嵌入到数字媒体中，以实现对数字媒体的版权保护，并在合法的情况下对数字媒体进行授权使用和交易。
小波变换作为一种在信号处理中广泛应用的数学工具，可以将信号分解成多个频带并进行分析。
基于小波的数字水印是一种嵌入在小波域中的数字水印，具有很好的鲁棒性和隐蔽性。
本文将研究基于小波的数字水印技术，探究如何通过小波变换将数字水印嵌入到数字媒体中，并实现数字水印的提取和验证。
二、研究内容和研究方法本文将研究以下内容：1.小波变换的原理和方法，以及在数字水印中的应用。
2.数字水印的嵌入和提取方法，包括小波变换域和空域的数字水印嵌入方法和提取方法。
3.数字水印信号的鲁棒性和隐蔽性分析。
本文将采用以下研究方法：1.文献综述：查阅相关文献，了解小波变换与数字水印的研究现状和发展趋势。
2.算法设计：设计基于小波变换的数字水印嵌入和提取算法。
3.仿真实验：通过仿真实验验证算法的可行性和有效性。
三、研究目标和预期成果本文的研究目标是：1.研究小波变换在数字水印中的应用，并设计出基于小波的数字水印嵌入和提取算法。
2.分析数字水印的鲁棒性和隐蔽性，并对数字水印进行验证和提取。
3.分析算法的性能和优劣，并结合实际应用场景进行分析和评估。
预期成果：1.设计出基于小波的数字水印嵌入和提取算法，并进行仿真实验验证其可行性和有效性。
2.分析数字水印的鲁棒性和隐蔽性，并对数字水印进行验证和提取。
3.分析算法的性能和优劣，并结合实际应用场景进行分析和评估。
四、可行性分析本文的研究选题是基于小波的数字水印技术，其中涉及到小波变换、数字水印嵌入和提取等相关算法。
这些算法是已经得到广泛研究和应用的成熟技术，对于研究者来说具有较高的可行性。
计算机毕业设计论文_基于小波变换的数字水印技术研究
目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 数字水印的应用 (2)1.4 本文研究的主要内容 (3)第2章数字水印技术的原理 (4)2.1 数字水印的分类 (4)2.2 数字水印的主要的特性 (4)2.3 数字水印的基本原理 (6)2.3.1 水印的生成 (6)2.3.2 水印的嵌入 (6)2.3.3 水印的提取和检测 (6)2.4 数字水印的定义 (7)2.5 水印处理的基本条件 (8)2.6 本章小结 (9)第3章图像水印的预处理 (10)3.1 图像水印的加密处理 (10)3.2 图像水印的置乱处理 (12)3.3 图像水印的差错控制编码 (14)3.4 本章小结 (16)第4章小波变换的原理 (17)4.1小波变换的理论基础 (17)4.2小波变换在图像水印中的应用基础 (18)4.2 离散小波变换的Mallat算法 (19)4.3 离散小波变换算法的实现 (21)4.3.1 正向小波的变换 (21)4.3.2 离散小波逆变换（IDWT） (24)4.4 本章小结 (26)第5章小波域的图像水印 (27)5.1 小波域图像水印技术 (27)5.2 小波水印基本原理 (27)5.3 自适应水印算法 (29)5.3.1 水印图像进行预处理 (29)5.3.2. 自适应水印嵌入和提取 (29)5.4 自适应水印算法实现 (29)5.4.1 自适应图像水印的嵌入算法实现 (29)5.4.2 自适应水印提取算法实现 (31)5.5 自适应水印实验结果 (32)5.6 攻击检测 (32)5.7 本章小结 (33)结论 (35)参考文献 (36)致谢 (37)摘要随着多媒体和Internet的迅速发展，对数字产品的保护和信息安全的迫切需求使得数字水印技术成为多媒体信息安全研究领域的一个热点问题。
基于小波变换图像水印技术近年来受到人们高度重视，特别是，随着JPEG2000将小波变换纳入其中，该领域的研究更加具有实际意义。
一种基于小波变换的数字图像水印算法
一种基于小波变换的数字图像水印算法随着数字图像传输和存储的普及，图像的安全性和版权保护问题日益受到关注。
为了保护数字图像的版权和完整性，数字图像水印技术应运而生。
本文将介绍，旨在提高图像的安全性和版权保护能力。
数字图像水印算法是一种在图像中嵌入特定信息以实现版权保护和图像完整性验证的技术。
小波变换是一种将信号分解为多个频带的数学变换方法，具有良好的时频局部性和多分辨率特性。
基于小波变换的数字图像水印算法利用小波变换的多分辨率特性，将水印信息嵌入到图像的低频子带中，以实现对图像的保护。
该算法的具体步骤如下：首先，将原始图像进行小波变换，得到图像的低频子带和高频子带。
然后，选择适当的低频子带进行嵌入水印信息。
水印信息可以是数字签名、版权信息等。
接下来，将水印信息通过嵌入算法嵌入到选定的低频子带中。
嵌入算法可以采用替换或增加的方式，将水印信息嵌入到图像中。
最后，对嵌入水印后的图像进行逆小波变换，得到带有水印信息的图像。
基于小波变换的数字图像水印算法具有以下优点：首先，水印信息嵌入到低频子带中，不会引起人眼的明显变化，保证了图像的可视性。
其次，小波变换具有多分辨率特性，可以根据需求选择适当的子带进行水印嵌入，提高了水印的鲁棒性和安全性。
另外，小波变换可以实现对图像的分解和重构，可以有效地抵抗常见的攻击如压缩、旋转和裁剪等。
然而，基于小波变换的数字图像水印算法也存在一些挑战和限制。
首先，水印信息的嵌入和提取需要较大的计算量，对算法的实时性提出了要求。
其次，水印信息的鲁棒性对于图像的失真和攻击具有一定的容忍度，但仍然需要进一步的改进和研究。
综上所述，基于小波变换的数字图像水印算法是一种有效的保护数字图像版权和完整性的技术。
随着数字图像的广泛应用，该算法在信息安全领域具有重要的研究和应用价值。
未来的研究方向可以在提高算法的实时性和鲁棒性的基础上，进一步改进和优化算法，以满足不同应用场景的需求。
基于小波变换域的数字水印算法研究的开题报告
基于小波变换域的数字水印算法研究的开题报告一、选题背景及意义随着互联网技术的发展，数字媒体的传播和使用越来越广泛，数字媒体内容的保护问题也越来越受到重视。
数字水印技术作为一种有效的数字版权保护技术，已经被广泛应用于数字图像、音频、视频等领域。
数字水印技术通过在原始数据中嵌入一些与原始媒体内容无关的信息，使得媒体内容的版权信息能够在不影响媒体内容质量的前提下被提取出来。
小波变换是一种常用的数字信号处理方法，可以将信号分解成不同尺度的小波系数，这种分解具有多分辨率特性，并且可以描述信号的局部特征。
因此，小波变换被广泛应用于数字信号处理中，也被用于数字水印技术中。
与传统的空域或频域数字水印算法相比，基于小波变换域的数字水印算法具有更好的鲁棒性和安全性。
因此，本课题拟采用基于小波变换域的数字水印算法，以提升数字媒体内容的版权保护能力。
二、研究内容1. 小波变换及其基本原理2. 数字水印算法的基本原理和分类3. 基于小波变换域的数字水印算法的详细介绍4. 数字水印算法的实现和仿真5. 性能分析和实验验证三、研究方法1. 文献调研，了解数字水印和小波变换相关知识2. 在matlab平台上实现基于小波变换域的数字水印算法，分析、比较不同的小波变换和水印嵌入方法对算法性能的影响3. 进行实验验证，对算法性能进行定量的分析和比较四、预期成果1. 实现基于小波变换域的数字水印算法2. 优化算法性能，提高数字媒体内容的版权保护能力3. 在图片、音频或视频等数字媒体内容中嵌入水印并进行实验验证4. 发表一篇相关的学术论文五、进度计划1. 第1~2周：文献调研2. 第3~4周：matlab编程，实现数字水印算法3. 第5~6周：对算法性能进行测试和分析，优化算法性能4. 第7~8周：在数字媒体内容中嵌入水印并进行实验验证5. 第9~10周：论文撰写和修改6. 第11~12周：论文定稿和提交六、参考文献[1] 陈武, 祝鹏元. 基于小波变换的数字图像水印技术[J]. 计算机工程与设计, 2009, 30(1): 130-132.[2] 吕绍丰, 黄涛. 基于小波变换的数字图像水印算法研究[J]. 计算机应用研究, 2011, 28(6): 2166-2168.[3] Bedi P, Wadhwa R. A review of image watermarking techniques[J]. International Journal of Computer Applications, 2013, 77(14): 14-19.[4] Byung G C, Kwon S S, Yoon E J. Digital image watermarking using wavelet transform[J]. Optical Engineering, 2010, 49(1): 017005.[5] Joseph A O. Investigation of wavelet coefficient quantization for digital image watermarking[J]. Journal of Computer Science and Technology, 2010, 25(5): 1045-1050.。
基于小波变换的数字水印算法研究
基于小波变换的数字水印算法研究摘要:现在，随着计算机网络的飞速发展和多媒体技术的广泛应用，人们可以非常方便的从网络上获取多媒体产品。
因此，数字多媒体的信息安全，版权保护问题就成为迫切需要解决的重要问题。
此时数字水印技术应运而生，随着研究工作的不断深入,应用领域也在不断的扩大。
因此，对数字水印技术的研究不但又重大的理论意义，更有非常重要的使用意义。
数字图像水印算法种类繁多，本文主要研究基于小波变换的数字水印算法。
关键词：数字水印、小波变换、算法研究The Research on Digital WatermarkingAlgorithm Based on Wavelet Transform. Abstract:Nowadays, with the rapidly development of the network and widely application of the multimedia technology, people could get multimedia product through Internet conveniently. Thus, digital multimedia security and copyright protection become an urgent problem to be solved. Watermarking technology was brought up on this background at this time. Its application field spread widely with a huge amount of research development.So the study of watermarking technology is meaningful not only in the theory field, but also in application filed. There are many kinds of algorithms on watermarking technology, and this article mainly discusses the research on digital watermarking algorithm based on wavelet transform.Keywords:Digital Watermarking; Wavelet Transform; Algorithms1.数字水印技术数字水印技术是通过一定的算法将一些标识信息(即数字水印）直接嵌入数字载体（包括图像、音频、文档、软件）当中，但不影响原载体的欣赏价值和使用价值。
基于提升小波变换的数字水印技术研究的开题报告
基于提升小波变换的数字水印技术研究的开题报告一、选题的背景和意义数字水印技术是一种将数据嵌入到数字载体中的技术，用于确保数字内容的安全性和完整性。
在数字媒体传输和复制过程中，数字内容容易被篡改或复制，导致内容的权益难以得到保障。
数字水印技术通过将标识信息嵌入到数字载体中，可以使得篡改或复制后的内容带有原始数字水印信息，从而提高内容的安全保障性和可信度。
小波变换是数字水印技术中常使用的一种方法，它通过一定的数学变换技术将信号分解成不同频带的子信号，从而提供了一个更好的嵌入和提取数字水印的平台。
然而，传统的小波变换数字水印技术存在着一些不足，例如对原始信号的保护性不够强，对嵌入水印的鲁棒性较低等问题。
因此，本课题主要通过对小波变换数字水印技术的优化和提升研究，探究如何提高数字水印技术的鲁棒性、可嵌入性和抗攻击性等方面，从而为数字水印技术的发展和应用提供支持和参考。
二、研究目的和内容本课题旨在以数字水印技术中的小波变换技术为研究对象，通过深入探究小波变换数字水印技术的优化和提升方案，提高数字水印技术的可嵌入性、鲁棒性和抗攻击性，从而提高数字媒体内容的安全性和保障性。
具体的研究内容包括：1.针对传统小波变换数字水印技术的局限性和问题，提出一种新的小波变换数字水印嵌入算法，并进行实验验证。
2.研究小波变换数字水印技术中的鲁棒性问题，提出一种基于机器学习的数字水印检测算法，用于提高数字水印的抗攻击性能。
3.考虑到数字水印技术在实际应用中要处理大量的数据，本课题还将探究如何基于GPU加速算法实现数字水印的快速处理和嵌入。
三、预期成果和意义本课题将通过对小波变换数字水印技术的研究和探索，提出一种新的数字水印嵌入算法和基于机器学习的数字水印检测算法，同时通过GPU加速算法快速实现数字水印的嵌入和提取，从而提高数字水印技术的实用性和可推广性。
该研究成果在数字版权保护、数据信息安全等领域具有广泛的应用前景和市场价值，可以为数字媒体内容的安全传输和保护提供有力支持和保障。
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图 １ 分割 方 式及 嵌 入 水 印方 向
２ ｉ ａＵ）０ 同时 Ｄ是奇数 ； ） （ ＝ ｆ ‘
Ｅｌｅ ｓ；
Ｓｅ３ 对 ｓ ｐ ｔ ： ｔ ２加 密的数据进 行［，， 汉 明编码 ， ｐ ｅ ７ ３ ４】 即把加密 数据按顺序 以四位 为一个整体 ， 分成多组数据 分别 进行『， ３Ｓ ７４ ＦＬ ，
中。
１ 水 印的嵌 入
本算法 的嵌入过程 由以下几个步骤构成 ： Ｓｐ： ｔ ｌ 对原始 图像 进行 Ｒ Ｂ分解 ， ｅ Ｇ 准备对 图像 的绿色分量
进行水 印嵌入 。 Ｓｐ： ｔ ２ 将二值水 印做 Ｌ ｇ ｔ 混沌加 密 ， ｅ ｏｉ ｉ ｓｃ 得到混沌密钥 ｓｅ ｅｄ
以及 Ｕ 。
Ｓｅ５ 对 近似系数 Ｃ ｔ ： ｐ Ａ进行分块 ， 它分割成 ４部分 （ 把 分割 方式如 图 １ 。分别嵌 入相同的水印信息 ， 每一部分嵌入水 印 ） 但 时的方 向不 同。 中左上角部分嵌入水印的方 式为 ： 其 把数据分割 成 ２×２子块 ｂ ｃ ， ｌ ｋ 分别对各分割子块进行奇异值分解 。 ｏ
０ 引 言
随着互联 网络上数字多媒体传播的飞速发展 ，数字水 印作 为一 种真实性 和完 整性 的版权保 护技术 正受到 越来越 多 的关 注口 自从上个世纪 ９ １ 。 ０年代 以来 ， 针对数字水 印技术 的研究越 来越深入和广泛。当前 ，人们广泛应用数字水 印技术在视频点
播 、 子 商 务 、 信 收 发 等 方 面 ， 字 水 印技 术 已 经 成 为 新 一代 电 彩 数
产 力 的 时 空格 局 Ⅱ． 态 学报 ，０ ５ ２ （ ） １２ － ０ ３ ］ 生 ２ ０ ，５ ５ ：０ ６ １ ３ ． 【 ８ １李永华 ， 高阳华 ， 韩逢 庆等 ． 重庆地 区年 气温与 降水量 变化 特 征及 对 ＮＰ Ｐ的影响 Ⅱ． 用气象学报 ，０ ７ １ （ ）７ － ９ ］ 应 ２０ ，８ １ ：３ ７ ． 【 ９ 】焦彩霞 ， 郑光辉 ， 东敏 ． 孙 陕西省植被净 第一性 生产力时空 变 化研 究 ［＿ 农 业科 学 ，０ ８ ３ （２ ：６ ４ ９ ８ ，７ ９ ７安徽 １ ２ ０ ，６ ２ ）９ ８ － ６ ５ ９０ ． 『 １吕光 辉 ， １ ０ 刘卫 国． 疆 ２ 生态 系统净初 级 生产 力研 究［． 新 ０年 Ｉ １ 新 疆 大 学 学报 ，０ ８ ２ （ ）８ １ ，２ ２ ０ ，５ １ ：－ ３ ２ ．
明编码［。此步骤的 目的是提高该算 法的纠错 能力 。 ３ １ ｓｅ４ 把 图像 中的绿 色分量进行提升小波变换［， 到近似不变。 ３ Ｉ ａ ） １同时 Ｄ是偶数 ； ） （ ＝ ｆ
Ｄ＝ Ｄ＋Ｉ ； Ｅｓ； ｌｅ
Ｄ不 变 。
ｆ１卢玲 ， ７ 李新 ，ｒ ｋ Ｖｅ ｕｔ ｅｅ中国西部地 区植 被净初级 生 Ｆａ ｒ ｓ ａｔ． ｎ ｏ ｒ
经 济 市 场
基于提 升小波变换 的数 字水 印算 法研 究
王 吉 源
（ 江西理工大学信息工程 学院， 江西 赣 州 ３１０ ） Ｉ ４００
摘 要： 本文阐述 了提升小波变换特性 ， 设计并 实现 了基于提升小波变换 的数字水 印算 法， 仿真结果表明该算 法鲁棒性 强、
不可 见性 好 。 关键词 ： 提升小波 ； 印； 水 鲁棒性 ； 不可见性
决 鲁 棒 性 和 不 可 见 性 之 间 的 矛 盾 。小 波 变 换 的提 升方 案是 构 造
１计算整数 Ｄ ［ Ｑ。（ 为每个子块 中的矩 阵 Ｓ的元素 ） － ＝ 人 ／］ Ａｌ ｓ １１ ； （ ，）Ｑ为嵌入强度 因子 ， 具体 由水 印的不可见性 和鲁棒性决
定。 ）
小波变换的一种新方法 ， 其特点是所有的运算 都在空间域进行 ， 从而摆脱 了对频域的依赖。 由于变换过程 中不必依 赖傅立叶分 析 ，且容易实现快速算法 ，所以它广泛 的应 用于数字水印技术
Ｓｐ ： ｔ ６ 把信 息嵌入到 每个子块 的最大 奇异值 中 ， ｅ 嵌入 规则
为：
多媒体信息安全的热点问题之一。小波分析 由于具有 多分 辨率 和多尺度分析特性 ， 图像处理方面得到了广泛应用【 在 ２ 】 。利用小 波分析可以更好地控 制水 印信息在 图像 中的分布 ，从 而协 调解
２１ 年第 １ ０１ ２期
［１ １】朱文泉等． 陆地植被净初级 生产力计 算模 型研 究进展 【． 『生 】 态 学 杂 志 ． ０ ．４ ３ ：９ － ０ ． ２ ５ ２ （ ）２ ６ ３ ０ ０ ［２ １】朱文泉 ， 潘耀 忠等 ． 于 Ｇ Ｓ和 ＫＳ的 区域陆地植被 ＮＰ 基 Ｉ Ｐ估 算—— 以 中国 内蒙古为例 ［． 『遥感 学报 ，０ ５９ ３ ：０ — ０ ． 】 ２ ０ ，（ ）３ １ ３７ 【３ １】朱文泉 ， 潘耀忠 ， 张锦 水． 中国陆地植被 净初级 生产力遥 感 估算Ⅱ． 物生态学报 ，０ ７ ３ （ ）４ ３ ４ ４ １ 植 ２ ０ ， １３ ：１ — ２ ． ［４ １】朱文采 ， 潘耀 忠 ， 何浩 等． 中国典型植被 最大光利 用率模拟 Ⅱ． １ 科学通报 ，０ ６ ５ （ ） ０ － ０ ． ２ ０ ，１６ ： ０ ７ ６ ７