图像信息隐藏与水印
图像信息隐藏中的数字水印技术研究的开题报告
图像信息隐藏中的数字水印技术研究的开题报告一、选题背景和意义随着数字图片的广泛应用，隐私保护越来越重要。
为防止非法复制、篡改和盗版等问题的出现，图像数字水印技术应运而生。
数字水印是在数字媒体中嵌入的信息，可以用于版权保护、图像认证和数字证书等方面，具有不可见、不易删除、难以复制等优点，相对于传统的防伪技术更加高效。
图像信息隐藏中的数字水印技术研究，是在保证图像质量的前提下，实现隐蔽的数字信息嵌入和提取，以达到图像安全保护和信息传递的效果。
数字水印技术既可以用于商业领域，也可以用于个人隐私保护领域，具有很大的应用潜力。
二、研究目标和内容本研究的目标是研究图像信息隐藏中的数字水印技术，设计一种高效、隐蔽、鲁棒和安全的数字水印算法，在数字媒体中嵌入和提取数字信息。
本研究的内容包括：（1）数字水印技术基础理论研究，包括数字信号处理、图像处理、信息隐藏等方面的基础知识研究，并探究数字水印技术的发展历程和应用领域。
（2）数字水印算法设计与实现，梳理目前常用的数字水印算法，研究其原理、优缺点，设计一种高效、隐蔽、鲁棒和安全的数字水印算法，并进行实现和验证。
（3）数字水印技术应用研究，探讨数字水印技术在版权保护、图像认证、数字证书等方面的应用，对比和分析不同算法在应用中的表现和适用性。
三、研究方法和步骤本研究主要采用文献调研和实验研究相结合的方法。
具体步骤如下：（1）文献调研：梳理相关领域的文献资料，了解数字水印技术的基本理论、常用算法以及应用领域。
（2）算法设计与实现：结合文献调研的结果，设计一种高效、隐蔽、鲁棒和安全的数字水印算法，完成算法实现和验证实验。
（3）应用研究：将算法应用于实际场景，比如版权保护、图像认证等领域，对比和分析不同算法在应用中的表现和适用性。
四、预期成果和研究意义本研究预期的成果是设计并实现一种高效、隐蔽、鲁棒和安全的数字水印算法，并在实际应用场景中进行验证和比较。
基于本研究的成果，可以实现数字水印技术在版权保护、个人隐私保护、图像认证等场景中的应用，为数字媒体的安全保护提供一种解决方案，有着重要的实际意义和应用价值。
5.1图象信息隐藏与水印算法(2)-数字水印基础教程
28
隐藏算法
计算图像边界 筛选隐藏位置 数据预处理（加密、随机化等） 数据替换
29
提取算法（需要原始图像）
从原始图像确定隐藏位置 提取信息
30
隐藏了764bits
31
4 渐进图像数字水印
图像渐进传输技术
网络用户在浏览图片时，首先获得一幅模糊 图像，随着时间的推移，用户可以逐步获得 更加清晰的图像，而如果用户不想看这幅图 像的全貌，可以取消该图像的进一步传输。 这样即节省了用户的时间，又节省了网络带 宽
b a (1 s)
组合图像形成嵌入信息的图像
16
提取算法
将接收图像分为88 的图像块 嵌入位置上的值记为b’ 在嵌入位置上，初始值设为零，用插值算 法根据周围像素值计算这些位置的值，记 为a’(=a)
b' ( 1) s' a
组合s并反置乱
17
原始载体图像 Lena ，512512
R0 3
0
[ R0 , R0 ] [ R1 , R1 ]
0.5
R1 3
1
42
嵌入算法
嵌入1
修改像素值，使得黑色像素的比例在[R1,R1+] 如果修改太大，则标志为无效
修改像素值，使得黑色像素的比例大于R1+3或小于R0 －3
嵌入0
修改像素值，使得黑色像素的比例在[R0-, R0] 如果修改太大，则标志为无效
位图文件头 位图信息头 调色板 图像矩阵
47
调色板：
常用的信息隐藏技术有哪些(一)
常用的信息隐藏技术有哪些（一）引言概述：信息隐藏技术是一种用于保护数据隐私和确保信息安全的重要方法。
随着互联网的迅猛发展，隐私泄露和数据安全成为了一个日益严重的问题，因此，探索和应用常用的信息隐藏技术变得愈发重要。
本文将介绍一些常用的信息隐藏技术，以帮助人们更好地了解和应对数据隐私和安全问题。
正文内容：一、隐写术（Steganography）1. 图像隐写术：通过在图像中隐藏数据，例如隐藏在图像的像素值、颜色、像素位置等。
2. 文本隐写术：通过在文本中嵌入信息，例如将数据隐藏在文本的单词、字母、空格等位置。
3. 音频隐写术：通过在音频文件中隐藏信息，例如在音频的音轨、频率谱等位置嵌入数据。
二、水印技术（Watermarking）1. 数字水印：通过将数据嵌入到数字媒体（例如图像、视频、音频等）中，以提供源数据的认证和保护。
2. 视频水印：通过在视频中嵌入标识符号或其他区别于背景的信息，以保护视频的版权和真实性。
3. 数字音频水印：通过在音频中嵌入数字签名或相关信息，用于版权保护和数据完整性验证。
三、加密算法（Cryptography）1. 对称加密算法：使用相同的密钥进行加密和解密，例如AES、DES等。
2. 非对称加密算法：使用不同的密钥进行加密和解密，例如RSA、ECC等。
四、拟态技术（Obfuscation）1. 代码混淆：通过对程序代码进行转换和重组，使其难以理解和分析，以保护知识产权和防止代码逆向工程。
2. 数据混淆：通过改变数据的结构和形式，使其难以被恶意使用者识别和解析。
五、数据备份与恢复技术（Backup and Recovery）1. 数据备份：将数据复制到其他存储介质中，以防止数据丢失和灾难性故障。
2. 数据恢复：通过从备份中恢复数据，将其还原到原始状态。
总结：本文介绍了常用的信息隐藏技术，包括隐写术、水印技术、加密算法、拟态技术以及数据备份与恢复技术。
这些技术在保护数据隐私和信息安全方面起到了重要作用。
信息隐藏技术_实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解信息隐藏技术的基本原理和实现方法。
2. 掌握信息隐藏技术在图像、音频和视频等数字媒体中的应用。
3. 通过实验验证信息隐藏技术的有效性和安全性。
二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：Python3. 库：OpenCV、scikit-image、numpy、matplotlib三、实验内容1. 图像信息隐藏2. 音频信息隐藏3. 视频信息隐藏四、实验步骤1. 图像信息隐藏（1）选择一幅图像作为宿主图像，并选择一幅图像作为水印图像。
（2）将水印图像转换为二值图像。
（3）对宿主图像进行分块处理，将每个块转换为二值图像。
（4）根据密钥对水印图像进行置乱，提高安全性。
（5）将置乱后的水印图像嵌入到宿主图像的对应块中。
（6）提取水印图像，并与原始水印图像进行对比。
2. 音频信息隐藏（1）选择一段音频作为宿主音频，并选择一段音频作为水印音频。
（2）对宿主音频和水印音频进行分帧处理。
（3）根据密钥对水印音频进行置乱，提高安全性。
（4）将置乱后的水印音频嵌入到宿主音频的对应帧中。
（5）提取水印音频，并与原始水印音频进行对比。
3. 视频信息隐藏（1）选择一段视频作为宿主视频，并选择一段视频作为水印视频。
（2）对宿主视频和水印视频进行帧提取。
（3）根据密钥对水印视频进行置乱，提高安全性。
（4）将置乱后的水印视频嵌入到宿主视频的对应帧中。
（5）提取水印视频，并与原始水印视频进行对比。
五、实验结果与分析1. 图像信息隐藏实验结果表明，嵌入水印后的图像与原始图像在视觉效果上几乎没有差异，水印的嵌入效果良好。
同时，提取的水印图像与原始水印图像完全一致，证明了信息隐藏技术的有效性。
2. 音频信息隐藏实验结果表明，嵌入水印后的音频与原始音频在音质上几乎没有差异，水印的嵌入效果良好。
同时，提取的水印音频与原始水印音频完全一致，证明了信息隐藏技术的有效性。
3. 视频信息隐藏实验结果表明，嵌入水印后的视频与原始视频在视觉效果上几乎没有差异，水印的嵌入效果良好。
图像信息隐藏技术基本原理及模型构建论文
图像信息隐藏技术基本原理及模型构建论文Information Hiding，也就是信息隐藏，将在未来网络中保护信息不受破坏方面起到重要作用，信息隐藏是把机密信息隐藏在大量信息中不让对手发觉的一种方法。
信息隐藏的方法主要有隐写术、数字水印技术、可视密码、潜信道、隐匿协议等。
以下是店铺今天为大家精心准备的：图像信息隐藏技术基本原理及模型构建相关论文。
内容仅供阅读与参考!图像信息隐藏技术基本原理及模型构建全文如下：一、数字水印基本原理1、水印嵌入过程给定一N×N的图像，其亮度为x[n]=x[n，n]，0≤n用一具有密钥K的伪随机序列发生器产生伪随机信号s[k]。
把b[k]与s[k]按逐个像素的方式相乘，扩频后的信号再与一知觉掩蔽信号[k]相乘，其基本目的是为了在保持对图像修改的不可见性的前提下，使水印能量尽可能大。
基于考虑到人类视觉系统(HVS)的频率掩蔽特性的知觉模型，通过对原始图像的知觉分析得到[k]。
把水印信号W[k]加入原始图像X[k]，就得到嵌入水印的图像Y[k]=X[k]+W[k]，整个嵌入过程见图1-1。
2、水印验证过程水印验证包括水印检测和水印提取两部分，如图1-2所示。
给定图像z[n]，对其作每个像素块大小为8×8的DCT变换得到Z[k]。
首先用一个水印检测器判定Z[k]中是否含有水印;如果有的话，再用水印解码器估计消息M。
对每个过程，由Z[k]计算一组充分统计。
在验证过程不利用原始图像，我们把原始图像看作加性噪声。
事实上，我们是利用普通图像的DCT系数的统计模型解析得到合适的充分性统计。
这些模型的参数值事先给定或由Z[k]自适应估计。
为了能计算充分统计，还必须知道水印嵌入过程所使用的伪随机信号s[k]和知觉掩蔽信号α[k]。
由于没有原始图像可利用，在验证过程是无法精确知道知觉掩蔽信号的，但如果水印引入的知觉失真足够低，那么仍可采用与水印嵌入过程完全相同的知觉分析从Z[k]得到知觉掩蔽信号的好的估计。
计算机安全信息隐藏与水印复习
计算机安全信息隐藏与水印复习计算机安全信息隐藏与水印旨在通过对数据进行隐写处理，保护数据的安全性和完整性，防止信息被未经授权的人员访问或篡改。
本文将对计算机安全信息隐藏与水印相关概念、原理以及技术进行复习。
一、计算机安全信息隐藏的概念计算机安全信息隐藏是一种将敏感信息嵌入到特定的载体中，以达到隐藏和保护敏感信息不被非法获取的目的的技术。
它与传统的加密技术有所不同，信息隐藏不是对信息进行加密，而是将信息隐藏在载体数据中，使得外界无法察觉到信息的存在。
二、计算机安全信息隐藏的原理计算机安全信息隐藏的基本原理是将要隐藏的信息通过特定的算法加入到载体数据中，使得载体数据看起来没有发生变化，但隐藏的信息可以被提取出来。
隐藏信息的方法包括各种隐写术，如文本隐藏、图像隐藏、音频隐藏等。
1. 文本隐藏：将隐藏信息以不影响正常文本阅读的方式嵌入到文本中。
如通过在空格或字符的位置插入隐藏信息，或者通过改变字母的大小写或位移等方式隐藏信息。
2. 图像隐藏：将隐藏信息以不影响原图观感的方式嵌入到图像中。
常见的方法有最低有效位法、复制法、奇偶校验法等。
3. 音频隐藏：将隐藏信息以不影响音频质量的方式嵌入到音频中。
一般采用频率扩展、相位编码等方法来实现。
三、数字水印的概念数字水印是一种在数字媒体中嵌入特定信息的技术，其主要目的是保护数字媒体的版权及完整性。
数字水印一般分为可见水印和不可见水印两种形式。
可见水印指的是人眼可以看到的文本或图像，而不可见水印则指嵌入到数字媒体中但不会对人眼产生明显影响的信息。
四、数字水印的原理数字水印技术主要通过在原始媒体数据中嵌入特殊的信息，使得该信息对于一般用户是不可感知的。
数字水印的嵌入过程包括两个主要步骤：嵌入和提取。
在嵌入过程中，水印信息被嵌入到原始媒体数据中，而在提取过程中，通过特定的算法将嵌入的水印信息从载体媒体中提取出来。
1. 可见水印：可见水印一般通过改变图像或视频的像素值来实现。
信息隐藏与数字水印技术
03
数字水印技术原理
数字水印的嵌入方法
空域嵌入
直接修改图像的像素值来嵌入水印，通常用于可见水印。
频域嵌入
在图像的频率域中嵌入水印，通过修改图像的变换系数实现，具 有较好的鲁棒性。
量子嵌入
利用量子力学原理将水印信息以量子状态的形式隐藏在图像中， 具有极高的安全性。
02
信息隐藏技术原理
隐写术
隐写术是一种将秘密信息隐藏在普通数据中的技术。它通过改变数据的一 些属性，如像素值、音频信号幅度等，来编码秘密信息。
隐写术通常用于在不破坏原始数据的情况下传递秘密信息，接收者需要使 用特定的方法来提取隐藏的信息。
隐写术的优点是隐蔽性好，难以被察觉，但缺点是容量较小，只能传递少 量信息。
对于不同类型的数据，如音频、视频、图像等，信息隐藏和数字水 印技术的适用性和效果也有所不同，需根据实际情况选择。
根据安全性要求选择
如果对数据的安全性要求较高，可以选择信息隐藏技术；如果更关注 数据的完整性和来源认证，可以选择数字水印技术。
信息隐藏与数字水印技术的发展趋势
信息隐藏技术的进一步发 展
随着信息技术的不断进步，信息隐藏技术将 不断改进和完善，提高隐蔽性和鲁棒性。
数字水印技术的多元化应用
随着多媒体技术的普及，数字水印技术将广泛应用 于版权保护、内容认证等领域，并呈现出多元化的 发展趋势。
信息隐藏与数字水印技术 的融合
未来信息隐藏与数字水印技术将相互借鉴和 融合，形成更加高效和安全的信息保护技术 。
05
信息隐藏与数字水印技术的应用 案例
信息隐藏在数据传输中的应用案例
信息隐藏与数字水印技术的应用场景
信息安全中的隐写与水印技术研究
信息安全中的隐写与水印技术研究随着互联网的迅猛发展，信息安全的重要性越来越受到人们的关注。
人们在传输和存储信息时，需要采取一些手段来保护其安全性和完整性。
而隐写和水印技术则是信息安全领域中常用的两种技术手段，本文将对这两种技术进行研究和分析。
一、隐写技术的基本原理与分类隐写技术是指在载体（如图片、音频或视频）中隐藏秘密信息的一种技术。
其基本原理是通过对载体进行一系列的变换和处理，将秘密信息以一种看不见或不易察觉的方式嵌入到载体中。
这样，在外部观察时，载体看起来和原始载体没有任何区别，只有掌握秘密信息的人才能提取出其中的信息。
根据隐写技术的嵌入位置和嵌入方式的不同，可以将其分为空域隐写和频域隐写两大类。
空域隐写是指直接在载体的像素或样本中嵌入秘密信息，常见的方法有最低有效位（LSB）替换、置乱和量化等。
而频域隐写则是通过对载体进行变换，将秘密信息嵌入到频域中。
这种方法相对于空域隐写更为复杂，但也更具有鲁棒性和隐藏性。
二、水印技术的原理与分类水印技术是指在数字媒体中嵌入一定的可见或不可见标记，用来识别归属或保护版权的一种技术。
其基本原理是通过对载体进行一系列的处理，将水印信息嵌入载体的特定位置或特定频率范围中。
与隐写技术不同的是，水印技术的目的并不是隐藏信息，而是提供一种可检测和可识别的标记。
根据水印的特性和嵌入方式的不同，可以将其分为可见水印和不可见水印两大类。
可见水印是指将透明或半透明的标记嵌入到载体中，使其可以直接被人眼观察到。
常见的可见水印包括公司或品牌的标志、版权信息等。
而不可见水印则是将标记以不易察觉的方式嵌入到载体中，除非采用特定的方法进行提取，否则很难被发现。
三、隐写与水印技术在信息安全中的应用隐写技术在信息安全中有着广泛的应用。
例如，在网络传输中，通过将加密后的秘密信息嵌入到图片或音频中，可以更好地保护信息的安全性。
此外，在实际生活中，隐写技术也可以被用于犯罪活动，如恐怖分子或间谍组织使用隐写技术传递秘密信息。
静态数字图像的信息隐藏与水印方法
彩 色 图像 ；２ 文件 头 由 ５ （） ４个字 节 的数据段 组成 ， 其
中包 含 有 该 位 图 文 件 的 类 型 、 小 、 像 尺 寸 及 打 印 大 图 格 式 等 ；（ ） 第 ５ ３从 ５个 字 节 开 始 ， 该 文 件 的 图 像 是
数据 部分 ， 数据 的排列 顺序 以 图像 的左 下角 为起点 ， 从左 到右 、 下到上 ， 从 每连续 ３个 字节 便描述 图像一
是 检 测 不 到 的 。 如 果 对 红 色 和 绿 色 进 行 同 样 的 操
嵌人过程需要 满 足下 列条 件 ：１ 签 字信 号 的不 可 （）
感 知性 ；２ 签字 信号 的鲁 棒 性 ；３ 签 字信 号 的嵌入 （） （）
不 增加主信号 的存储 空 间和 传输 带 宽 。 目前信 息 隐 藏 的基本 方法有 ： 文件格式 法 、 时域 替换 方法 、 变换域 方 法 、 计方法 、 统 变形方法 、 体生成 方法 等。各种方 载 法 分别在 隐藏数据量 、 隐藏 图像 的视觉效 果 、 鲁棒性 、 提取 时是 否需要 原始图像 、 法的复 杂性等方 面各具 算 优势与特点 。其 中本文从基 于 Ｂ ＭＰ格式 的时域 替换
法 和 基 于 Ｊ Ｅ 格 式 的变 换 域 方 法 来 讨 论 。 ＰＧ
作 ， 可 以在差不 多三 个 像 素 中存 储 １个 字 节 的信 就
息 。一 般载 体 图像 的 尺 寸 比嵌 入 图 像 的 尺 寸 大 得
多 ， 于 嵌 入 图 像 在 载 体 图 像 中 的 嵌 入 位 置 可 以 采 至 用顺 序 嵌入 ， 随机嵌 入 等不 同方式 。 伪
个像 素点 的颜 色信 息 ， ３个 字 节 分 别 代 表蓝 、 、 这 绿
信息隐藏与数字水印技术考试试题
信息隐藏与数字水印技术考试试题一、选择题（每题 5 分，共 30 分）1、以下哪种技术不属于信息隐藏的范畴？（）A 隐写术B 数字水印C 加密技术D 信息伪装2、数字水印的主要特点不包括（）A 不可感知性B 鲁棒性C 安全性D 可修改性3、在图像中嵌入数字水印时，通常利用了图像的哪种特性？（）A 颜色B 纹理C 亮度D 以上都是4、以下哪种攻击方式对数字水印的安全性威胁最大？（）A 噪声攻击B 几何攻击C 压缩攻击D 恶意篡改攻击5、信息隐藏技术的应用领域不包括（）A 版权保护B 数据加密C 内容认证D 隐蔽通信6、关于数字水印的提取，下列说法正确的是（）A 提取水印不需要原始载体B 提取水印必须使用相同的嵌入算法C 提取水印的过程是不可逆的D 提取水印的难度与水印的嵌入强度无关二、填空题（每题 5 分，共 30 分）1、信息隐藏的三要素是、和。
2、数字水印按照可见性可分为和。
3、常见的信息隐藏算法有、等。
4、数字水印的鲁棒性是指水印在经过、等操作后仍能保持完整并被正确检测或提取。
5、信息隐藏的安全性主要体现在和两个方面。
6、图像数字水印的嵌入位置可以是、等。
三、简答题（每题 10 分，共 20 分）1、简述信息隐藏与加密技术的区别。
2、数字水印技术在版权保护中的作用有哪些？四、论述题（20 分）结合实际应用，论述数字水印技术面临的挑战和未来的发展趋势。
答案：一、选择题1、 C 加密技术主要是对信息进行变换，使其变得不可读，以达到保密的目的，不属于信息隐藏。
2、 D 数字水印应具有不可修改性，以保证其安全性和可靠性。
3、 D 在图像中嵌入数字水印时，可以利用图像的颜色、纹理、亮度等多种特性。
4、 D 恶意篡改攻击是有针对性地对水印进行破坏，对数字水印的安全性威胁最大。
5、 B 数据加密主要是对信息进行加密处理，不属于信息隐藏技术的应用领域。
6、 B 提取水印通常需要使用与嵌入时相同的算法，并且可能需要原始载体的某些特征。
题目信息隐藏和数字水印
一、 题目：信息隐藏和数字水印给定一副图象和一段文字，请设计某种图象处理方法将这段文字隐藏下面的图片中二、 完成时间：三、 实验图像： nju.bmp:实验文字： 大哉一诚天下动，如鼎三足兮，曰知、曰仁、曰勇。
千圣会归兮，集成于孔。
下开万代旁万方兮，一趋兮同。
踵海西上兮，江东；巍巍北极兮，金城之中。
天开教泽兮，吾道无穷；吾愿无穷兮，如日方暾。
四、 基本原理和数学公式1、 信息隐藏技术的基本原理：考虑以一幅256色 ( 8 bit ) 灰度图像A （a a N M ⨯）作为掩体对象，嵌入对象可以是任何一种数据，这里以另外一幅256色灰度图像B （b b N M ⨯）为例。
要利用A 的冗余信息来隐藏B ，一定要有a aN M ⨯b b N M ⨯。
当然这是在要求B 不经过压缩而被隐藏的情况下所需的条件。
基于最低有效位的图像信息隐藏技术，实际上是利用图像的视觉冗余。
对于灰度图像，人眼不能分辨全部256个灰度等级，4个左右灰度等级的差异人眼是不能区别的。
而当对比度比较小时，人眼的分辨能力更差。
我们先看看8 bit 数据的最后几位对图像的影响。
下面四幅图是将lena 图像各像素的最后几位分别提取出来并转换成二值图像所得到的结果：左上：原图；右上：低位第二位；左下，低位第三位；右下低位第四位可以看到，数据的低位第二位看起来像噪声，在视觉上与原图像没有相关性，到低位第四位才能看出与原图的联系。
换一个角度考察，与上面的分析相对应，下面是将图像lena各像素最后几位数据分别经过随机化之后得到的结果：左上：将各字节最后一位加入随机噪声的结果；右上：将各字节最后两位加入随机噪声的结果；左下：将各字节最后三位加入随机噪声的结果；右下：将各字节最后四位加入随机噪声的结果。
可以看到如果改变每个像素8 bit中的最后两位甚至三位，人眼都是分辨不出有什么区别的。
这样我们就可以将嵌入对象的数据存放到这几位中，从而达到隐藏信息的目的。
图像信息隐藏技术要点
图像信息隐藏技术要点什么是图像信息隐藏技术图像信息隐藏技术，是一种将秘密信息嵌入到数字图像中并将其隐藏的技术。
该技术通常用于隐蔽传递个人信息、商业机密等需要保密的信息。
在此过程中，嵌入的秘密信息被称为水印（Watermark），而所嵌入的数字图像被称为承载图像。
实现图像信息隐藏的方法图像信息隐藏技术有不同的实现方法，主要包括以下三种：频率域方法频率域方法是将水印嵌入到图像的频域中，包括傅里叶变换、小波变换等。
频域技术通常对图像进行变换，将其转换为一系列频率分量，并将水印信息嵌入到这些频率分量中。
这种技术的优点是可以防止通用的图片处理程序对水印的攻击，但是需要高计算资源和技术水平。
空间域方法空间域方法嵌入水印，是嵌入水印的奠基方法。
空间域图像处理包括直接修改像素值、加密和解密、扰动和算法伪随机方法等。
空间域技术需要较少的计算资源，但也容易被攻击。
混沌加密方法混沌加密方法是利用混沌映射的不可预测性，将水印隐藏到图像中，并增加保密性。
这种方法与频率域方法和空间域方法相比，提供了较高的保密性和鲁棒性。
图像信息隐藏技术的应用领域图像信息隐藏技术有广泛的应用领域。
主要包括以下几个方面：版权保护图像信息隐藏技术可用于保护数字内容的版权。
通过将水印嵌入到数字文件中，可以确定版权保护所需的信息，并防止其未经授权的转载和复制。
安全认证图像信息隐藏技术可以用于安全认证，例如保护数字证书或电子签名。
通过将水印嵌入到证书或签名中，可以确保文件的完整性，并防止伪造。
数据隐藏图像信息隐藏技术可以用于隐蔽传递个人信息、商业机密等需要保密的信息。
通过将水印嵌入到数字图像中，可以隐藏数据，并防止其被未经授权的访问。
图像信息隐藏技术的应用局限性图像信息隐藏技术虽然在很多方面都有优势和应用价值，但是仍然存在一些局限性，主要包括以下几个方面：图像质量下降为了隐藏数据，图像信息隐藏技术修改了数字图像文件的像素，从而可能导致图像质量下降。
这对于需要高品质图像的行业，如媒体和艺术行业，可能会产生负面影响。
信息隐藏与数字水印技术研究
1、空域隐藏技术：这种技术是在图像的像素值中直接嵌入信息。常见的有 空域嵌入算法、最低有效位(LSB)算法等。这种方法的优点是简单易行，但鲁棒 性较差，容易受到图像处理和压缩等操作的干扰。
2、频域隐藏技术：在频域隐藏技术中，信息被嵌入到图像的频率分量中。 这种技术可以抵抗一定的图像处理和压缩，但计算复杂度相对较高。
二、数字水印技术
数字水印是信息隐藏的一种特定形式，主要用于版权保护。数字水印通过将 标识信息（如版权所有者信息、授权信息等）嵌入到数字媒体（如图像、音频、 视频等）中，以实现版权保护和盗版追踪。
数字水印技术按照嵌入信息可分为可见水印和不可见水印。可见水印会改变 载体数据的外观，但通常容易被攻击者移除或篡改。不可见水印不会改变载体数 据的外观，因此对攻击者更具挑战性。
3、建立完善的数字水印评价体系：目前，数字水印的评价主要依赖于人工 评估和客观指标评估。如何建立完善的评价体系，使得数字水印的评估更为准确 和公正，是一个需要解决的问题。
参考内容
数字水印是近年来发展起来的一种信息隐藏技术，它通过将一些特定的信息 隐藏在数字媒体中，以达到保护版权、防止篡改、追踪侵权等目的。基于数字水 印的文本信息隐藏方法的研究也因此成为了信息安全领域中的一个重要方向。
信息隐藏技术的核心原理在于使用人的感觉系统对数据的依赖性。人类的感 觉系统，如视觉、听觉等，对于某些特定类型的数据变化并不敏感。例如，我们 可能无法察觉到一段音频或视频中的微小改变，这就为信息隐藏提供了可能。通 过将信息编码为这些人类感觉系统无法察觉的变化，可以确保信息在传输过程中 的安全性。
另一个重要的信息隐藏技术是数据压缩。在这个方法中，信息的发送者会将 信息编码成一种特殊的格式，使得只有使用正确的解码器才能读取和理解信息。 这种方法在保证信息完整性的也大大提高了信息的保密性。
信息隐藏与数字水印实验教程课程设计
信息隐藏与数字水印实验教程课程设计课程设计简介信息隐藏和数字水印是一类在数字媒体内容中嵌入一些“隐蔽”的信息的可逆技术，其中信息隐藏以隐藏为目标，数字水印以鉴别为目标。
本课程设计是一款针对信息隐藏和数字水印技术的实验教程，旨在让学生了解信息隐藏和数字水印的基本概念、算法流程及实验操作。
实验教程实验1：LSB信息隐藏LSB信息隐藏是一种较为简单的信息隐藏技术，利用了图像或音频信号中的最低有效位（LSB）来储存信息。
本实验将让学生了解LSB信息隐藏的基本思路和实现流程。
实验步骤：1.安装Python编程环境和必要的库（numpy、pillow等）；2.编写Python代码实现将信息隐藏到图像中的最低有效位；3.对图像进行解密，将隐藏的信息提取出来并显示。
实验要求：1.能够了解LSB信息隐藏的原理；2.能够独立完成Python代码的编写和调试；3.能够对嵌入信息后的图像进行正确解密。
实验2：DCT数字水印DCT数字水印是一种在频域中实现数字水印嵌入到图像或视频信号中的可逆算法，其中DCT（离散余弦变换）是一种常见的频域转换方式。
本实验将让学生了解DCT数字水印的基本原理和实现方法。
实验步骤：1.安装MATLAB编程环境和必要的工具箱（image processing等）；2.编写MATLAB代码实现将数字水印嵌入图像中的DCT系数；3.对嵌入数字水印后的图像进行攻击，如JPEG压缩、调整亮度等；4.对加入攻击后的图像进行解密，将数字水印提取出来并验证。
实验要求：1.能够了解DCT数字水印的基本原理；2.能够独立完成MATLAB代码的编写和调试；3.能够对加入攻击后的图像进行正确解密和验证。
实验结论通过本次课程设计，学生能够了解信息隐藏和数字水印的基本概念，并通过实验了解LSB信息隐藏和DCT数字水印的基本算法和实现方式。
同时，学生也能够了解到数字水印的鲁棒性和对攻击的抵抗能力，以及对数字媒体内容可信度的提升。
基于图像处理技术的隐写与水印内容识别
基于图像处理技术的隐写与水印内容识别隐写与水印是常用于信息安全领域的技术手段，旨在保护计算机系统与网络中的敏感信息。
基于图像处理技术的隐写与水印内容识别是一个重要的研究方向，它涉及到图像处理、加密算法、信息隐藏与提取等多个领域的知识和技术。
本文将详细介绍基于图像处理技术的隐写与水印内容识别的原理、方法和应用。
首先，我们需要了解隐写与水印的基本概念。
隐写是一种将秘密信息隐藏在另一种媒体中的技术。
常见的隐写方法有LSB隐写、DCT隐写和语义隐写等。
水印是一种用于识别和保护数字内容的技术。
一般分为可见水印和不可见水印，其中可见水印可以直接看到，而不可见水印需要通过特定的解码算法才能获取。
基于图像处理技术的隐写与水印内容识别可以分为两个主要步骤：隐藏与提取。
隐藏阶段，隐写和水印技术将秘密信息嵌入到原始图像中。
提取阶段，根据特定算法，将隐藏的内容从图像中恢复出来。
在隐写方面，最常用的算法是LSB隐写。
LSB（Least Significant Bit）隐写是一种简单而有效的隐写方法，它将秘密信息嵌入到图像像素的最低有效位上。
这样，在视觉上几乎不会引起图像质量的明显变化。
LSB隐写方法可分为空域隐写和变换域隐写，前者将信息嵌入到图像像素的直接值中，而后者将信息嵌入到图像的频域中。
另一种常见的隐写方法是DCT（离散余弦变换）隐写。
DCT隐写通过对图像进行离散余弦变换，将秘密信息嵌入到频域系数中。
这种方法的优势在于较强的鲁棒性和更高的嵌入容量。
但是，DCT隐写对图像质量的影响较大，嵌入容量相对较低。
除了LSB和DCT隐写，还有一些其他的隐写方法，如语义隐写、覆盖隐写等。
语义隐写是一种在图像中嵌入语义信息的隐写方法，利用图像的视觉感知特性，将秘密信息嵌入到与图像内容相关的区域中。
覆盖隐写是一种利用像素行为的统计特性来进行信息隐藏的方法，它主要利用了图像中像素之间的相关性。
在水印方面，常用的技术有可见水印和不可见水印。
基于光学原理的数字图像水印技术及其应用
基于光学原理的数字图像水印技术及其应用数字图像水印技术是一种在数字图像中嵌入可见或不可见信息的技术。
基于光学原理的数字图像水印技术是利用光学特性来实现水印的嵌入和提取。
光学原理的数字图像水印技术可以分为可见水印和不可见水印两种。
可见水印是指将信息以明显可见的形式嵌入到图像中，不会影响图像的视觉效果。
不可见水印则是将信息以隐蔽的方式嵌入到图像中，难以被察觉。
一种常见的可见水印技术是基于图像透明度的水印技术。
该技术主要通过对图像的透明度进行调整来嵌入水印信息。
具体操作流程为：首先选择一个透明度值，然后根据这个值将水印信息嵌入到图像中。
在提取水印时，只需要将图像的透明度进行复原即可得到嵌入的水印信息。
不可见水印技术则有多种实现方式。
其中一种常见的技术是基于频域的水印嵌入和提取。
该技术是通过对图像进行傅里叶变换，将水印信息嵌入到图像的频域中。
提取水印信息时，只需要对图像进行反傅里叶变换，即可得到嵌入的水印信息。
该方法具有良好的鲁棒性，即使在应用图像处理算法后，仍然能够提取到准确的水印信息。
基于光学原理的数字图像水印技术有着广泛的应用。
其中一种主要的应用是版权保护。
通过在数字图像中嵌入水印信息，可以有效防止盗版和非法传播。
在数字媒体的传输和分享过程中，水印作为一种可靠的信息凭证，能够帮助权利方追溯侵权行为。
另外，数字图像水印技术还可以应用于身份认证和防伪领域。
通过在证件、标签等物品上嵌入水印信息，可以实现一物一码的身份认证，防止伪造和篡改。
同时，数字图像水印技术还可以应用于文档鉴别、证据保全等领域，对于司法和安全领域也具有重要的意义。
除了以上的应用领域，数字图像水印技术还可以应用于广告投放、图像鉴权和图像检索等方面。
通过在广告图片中嵌入水印信息，可以实现广告主的可追溯性和付费效应。
在图像鉴权和图像检索方面，水印信息可以作为图像的特征，用于图像匹配和相似度计算。
总而言之，基于光学原理的数字图像水印技术是一种有效的信息隐藏和保护技术，具有广泛的应用前景。
信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印
• 其他方法来隐藏信息: 对于调 色板中的每一种颜色，可以通 过修改颜色的蓝色分量（人眼 对于绿色分量最为敏感，对蓝 色分量最不敏感）来增加一种 接近的但不完全相同的颜色， 这样就形成一个扩展的调色板。
• 嵌入算法如下: 对调色板中所 有颜色，把像素点的蓝色分量 增加，然后将这种颜色添加到 调色板中形成一个扩展调色板。 根据需要嵌入的消息长度，随 机选取隐藏的位置，当嵌入0
• Patchwork是指从载体数据中 选择一些数据组成两个集合, 然后通过修改这两个集合之间 的某种关系来携带水印信息。 这两个集合可以是两个系数、 两组系数或者是两个特征量。 两个集合之间的关系可以是大 小关系、能量关系、逻辑关系 和奇偶性关系等。
• Patchwork方法嵌入水印时, 通过修改集合之间的某种关系 来嵌入水印；提取水印时, 则 根据对应的关系来提取嵌入的 水印信息。Patchwork方法最 大优点之一就是可以实现盲检 测。Patchwork可以适用于时/ 空域、变换域和压缩域, 本节 主要介绍时域下的典型 Patchwork方法。
• BMP灰度图像的位平面图如右, 每 个像素值为8bit二进制值, 表示 该点亮度。
• 不同位平面对视觉影响不同, 可 用下面系列图像表示。
• 去除第一位平面的图像和第一位 平面
去除第1-7位平面的Lena图像和第1-7位平面
去除第1-4位 平面的图像和 第1-4位平面
• 图像高位平面对图像感官质量起主要作 用, 去除图像最低几个位平面并不会造 成画面质量的明显下降。利用这个原理 可用秘密信息（或称水印信息）替代载 体图像低位平面以实现信息嵌入。
【实验步骤】
• 1.嵌入秘密信息
• 2.提取秘密信息
• 原始图像和携密图像从视觉 效果上几乎相同。提取时, 首 先 将两个图像块集合的样本 分别 求平均值, 计算两个样 本均值 的差来判断水印信息 是否存在。
信息隐藏技术对图像文件大小的影响分析
信息隐藏技术对图像文件大小的影响分析一、引言在如今数字化快速发展的社会中，图像文件已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
然而，随着网络信息的普及和传输需求的增加，图像的大小却变成了一个重要的考量因素。
信息隐藏技术的出现，为我们解决了这个问题，它能在不影响图像质量的情况下隐藏额外的信息，本文将探讨信息隐藏技术对图像文件大小的影响。
二、信息隐藏技术的分类信息隐藏技术根据隐藏的形式可分为隐写和水印。
隐写是将信息嵌入到图像中，以便隐藏信息的传输和储存，而水印则是将信息嵌入到图像中，以便识别和鉴别图像的真实性。
三、隐写技术在图像文件大小上的影响隐写技术通过将信息嵌入到图像中，使其在外观上与原始图像无异。
然而，这种隐藏行为对图像文件大小会产生一定的影响。
首先，隐写技术需要在图像中嵌入额外的信息，这就导致了图像文件大小的增加。
嵌入的信息越多，图像文件大小增加的程度就越大。
其次，隐写技术通常需要对图像进行一定的处理和调整，以便容纳隐藏的信息。
这些处理和调整过程也会导致图像文件大小的增加。
例如，一些隐写算法需要对像素值进行微调，以保持隐写后的图像质量，这将会增加图像文件的大小。
此外，隐写技术还可能会引入冗余信息，进一步增加图像文件的大小。
为了保证隐写后的图像的稳定性和安全性，隐写算法通常会引入一些冗余信息。
这些冗余信息提高了隐藏信息的容错能力，但也增加了图像文件的大小。
四、水印技术在图像文件大小上的影响水印技术通过将信息嵌入到图像中，来实现识别和鉴别图像的真实性。
然而，与隐写技术不同的是，水印技术对图像文件大小的影响通常较小。
一方面，水印技术一般不需要在图像中嵌入大量的信息，因为其主要目的是为图像添加可识别的标识，而非隐藏信息。
因此，水印技术对图像文件大小的增加并不明显。
另一方面，水印技术通常使用一些不可见的嵌入方式，这些方式能够在不影响图像外观的前提下嵌入信息。
与隐写技术不同，水印技术更注重信息的完整性和图像的可视性，因此对图像文件大小的影响较小。
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图像信息隐藏与水印
3.1 LSB图像信息隐藏
• 【实验目的】 • 【实验环境】 • 【原理简介】 • 【实验步骤】 • 【思考题】
【实验目的】
• 了解信息隐藏中最常用的LSB算 法特点，掌握LSB算法原理，设 计并实现一种基于图像的LSB隐 藏算法； • 了解如何通过峰值信噪比来对图 像质量进行客观评价，并计算峰 值信噪比。
游程编码像素分布图
• 秘密信息嵌入的时候修改二值图像的游 程长度，如果秘密信息位是0，则修改 该游程长度为偶数；如果为1，则修改 游程长度为奇数；如果秘密信息的取值 与游程长度的奇偶性相匹配，则不改变 游程长度。提取的时候根据游程长度奇 偶性提取出秘密信息。在隐藏信息的时 候，改变游程的奇偶性是通过对下一个 游程的第一个像素的像素值进行修改， 因此当下一个游程的值为1的时候不能 修改。修改后的游程长度不能隐藏信息， 因此隐藏信息的位置是选取游程长度数 组的偶数位来隐藏。
• 在信号的频域（变换域）中隐藏 信息要比在时域中嵌入信息具有 更好的鲁棒性。一副图像经过时 域到频域的变换后，可将待隐藏 信息藏入图像的的显著区域，这 种方法比LSB以及其他一些时域水 印算法更具抗攻击能力，而且还 保持了对人类感官的不可察觉性。 常用的变换域方法有离散余弦变 换（DCT）、离散小波变换（DWT） 和离散傅立叶变换（DFT）等 。
• BMP灰度图像的位平面图如右，每 个像素值为8bit二进制值，表示 该点亮度。 • 不同位平面对视觉影响不同，可 用下面系列图像表示。
去除第一位平面的图像和第一位平面
去除第1-4位 平面的图像和 第1-4位平面
去除第1-7位平面的Lena图像和第1-7位平面
• 图像高位平面对图像感官质量起主要作 用，去除图像最低几个位平面并不会造 成画面质量的明显下降。利用这个原理 可用秘密信息（或称水印信息）替代载 体图像低位平面以实现信息嵌入。 • 算法选用最低位平面来嵌入秘密信息。 最低位平面对图像的视觉效果影响最轻 微，但很容易受噪声影响和攻击，解决 办法可采用冗余嵌入的方式来增强稳健 性。即在一个区域（多个像素）中嵌入 相同的信息，提取时根据该区域中的所 有像素判断。
• 调色板图像的调色板中最多包含256种 颜色，若改变这些颜色的排列顺序并相 应的改变图像像素数据，不会对图像内 容造成任何影响。因此隐藏秘密信息最 简单方法就是重新排列调色板中的这些 颜色，同时修改索引值，但是许多软件 生成的调色板都是按照亮度和使用频率 排列的，如果在调色板中打乱颜色会使 其毫无隐藏可言。如果调色板颜色小于 128种，可复制一个调色板，得到一个 扩展的调色板，隐藏0使用原始索引值， 隐藏1使用扩展索引值，但是重复颜色 的调色板会引起使用者怀疑。
【实验步骤】
• 1.嵌入秘密信息 • 2.提取秘密信息 原始图像和携密图像从视觉效 果上几乎相同。提取时，首先 将两个图像块集合的样本分别 求平均值，计算两个样本均值 的差来判断水印信息是否存在。 把整个图像中的像素全部分成 两组，也可以通过随机的方式 实现。
【思考题】
• 1.本节介绍的方案都是假设A和B 两个集合在未修改之前样本的均 值相同，但实际情况下样本均值 之间的差异并不总为零。读者可 自行从图像的像素中挑选A和B两 个集合，使得这两个集合样本的 均值尽量接近，越接近，隐藏和 提取的效果越好。设计并实现一 种Patchwork算法，使得挑选的 两个集合A和B的均值尽可能接近。
【原理简介】
• 二值图像又称为单色图像或黑白图像， 一般用1或者0表示黑色或白色像素点， 利用二值图像信息隐藏的方法主要是根 据二值图像中黑白像素的数量的比较来 隐藏信息。方法是把一个二值图像分成 一系列矩形图像区域B，某个图像区域B 中黑色像素的个数大于一半，则表示嵌 入0；如果白色像素的个数大于一半， 则表示嵌入1，但是当需要嵌入的比特 与所选区域的黑白象素的比例不一致时， 为了达到希望的像素关系，则需要修改 一些像素的颜色。
【思考题】
• 1.LSB算法可以替换最低位，也可以 采用随机算法来替换低第四位中的 任何一位，因为图像低四位中的任 意一位的改变不影响图像文件的视 觉效果，自行设计一个LSB隐写算法， 将秘密信息随机嵌入到原始载体每 个像素的低四位中的任意一位。 • 2.设计一种算法，用水印信息（二 值图像）的高四位替换载体图像 （灰度图像）的低ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ位，并提取水 印信息。
• 提取的时候，需要知道原始调 色板的长度、随机选择的种子 数和隐藏的信息数量，对于选 中的像素点，如果使用原调色 板中的颜色，提取信息0，如 果使用扩展调色板中颜色数， 提取信息1。
【实验步骤】
• 1.嵌入秘密信息 • 2.提取秘密信息
3.5 DCT域图像水印
• 【实验目的】
• 【实验环境】 • 【原理简介】
为改变上述算法，可以采用游 程编码方法在二值图像中隐藏 信息。采用游程编码方式隐藏 的信息量较大，而且隐写后的 载体图像和原始载体图像从视 觉效果上看差别不大，是较好 的一种二值图像信息隐藏方法。
【思考题】
• 1.二值图像信息隐藏另一种方 法原理如下：将二值图像分块， 使用一个与图像块大小相同的 密钥二值图像块，与每一个图 像块按像素进行“与”运算， “与”运算的结果可以确定是 否在该块中嵌入数据，或嵌入 怎样的数据。设计并实现该算 法。
3.4 调色板图像隐写
• 【实验目的】
• 【实验环境】 • 【原理简介】
• 【实验步骤】
【实验目的】
• 了解调色板图像的特点，掌握 基于调色板图像的信息隐藏原 理，设计并实现一种基于调色 板图像的信息隐藏算法。
【实验环境】
• (1) WindowsXP或Vista操作系 统 • (2) MATLAB7.1科学计算软件 • (3) 调色板图像
• 选择集合A和B的方法很多，但 PatchWork方法是基于以下假设的，也 就是说随机选择的两个样本集合的均 值相同。本节中方法是根据图像的横 坐标和纵坐标之和的奇偶性不同将图 像分为两组，将横坐标和纵坐标之和 为偶数的所有系数上增加常量d=2.3， 将横坐标和纵坐标之和为奇数的所有 系数上减少常量d=2.3。第二种方法是 随机选择N对像素点（ai和bi），然后 将ai点的值增加d,将bi点的像素值减 少d。
【实验步骤】
• 1.嵌入秘密信息 • 2.提取秘密信息 提取秘密信息时，提取方需知 道隐藏的秘密信息的数量，使 用隐藏的秘密信息的数量值来 对载体图像进行分块。 • 3.游程编码方法在二值图像中 隐藏信息
携秘载体在视觉效果上和原始载体 有很大变化，通过不断修改 hidden.txt文本的值来增加隐藏的 信息容量。隐藏的信息越多，图像 的分块就越细，隐藏的效果就越好。 方案中修改像素的位置非常固定， 都是修改每个图像块的所有行前面 的像素，这样隐藏信息后的图像在 视觉效果上和原始图像存在较大差 别，违背了信息隐藏不改变视觉效 果的原则。
【实验步骤】
• (1)隐藏算法 • (2)计算峰值信噪比
(1)隐藏算法 算法分为三个部分实现： • 隐藏算法 • 提取算法 • 测试脚本
(2)计算峰值信噪比 • 峰值信噪比定义：
PSNR XY max
x, y
px , y px , y
x, y
2 px ,y
2
• 峰值信噪比函数 • 测试脚本
【实验环境】
• (1) Windows XP或Vista操作 系统 • (2) MATLAB7.1科学计算软件 • (3) BMP灰度图像文件
【原理简介】
• 多媒体信息在数字化时，会产 生物理随机噪声，而人的感观 系统对这些随机噪声不敏感。 替换技术就是利用这个原理， 通过使用秘密信息比特替换随 机噪声，从而完成信息隐藏目 标。
3.2 二值图像信息隐藏
• 【实验目的】 • 【实验环境】 • 【原理简介】 • 【实验步骤】 • 【思考题】
【实验目的】
• 了解二值图像的特点，掌握基 于二值图像的信息隐藏原理， 设计并实现两种基于二值图像 的信息隐藏方法。
【实验环境】
• (1) WindowsXp或Vista操作系 统 • (2) MATLAB7.1科学计算软件 • (3) 二值图像文件
• Patchwork方法典型算法只能隐藏 1bit的信息，也就是只能说明该 图像是否存在水印，隐藏的信息 量比较小，但是该算法的鲁棒性 较强。该算法的原理如下：随机 选择两个集合A={ai}和B={bi}， 要求A和B中含有相同图像系数， 设为n；将集合A中所有样点的像 素值增加d，同时将集合B中所有 样点的像素值减少d，这样两个集 合中的样值都经过微小的改动。
【原理简介】
• 调色板图像含有一个不超过 256种颜色的调色板，并对应 每种颜色的R、G、B三种分量 的值，图像内容中的每个像素 存储的是一个不超过8比特的 索引值，其指向调色板中的对 应颜色就是图像的真实色彩。 大部分图像用到的颜色数小于 256种，甚至小于128种，因此 可以在调色板中隐藏秘密信息。
• 下面介绍一种提取秘密信息的时候不 需要原始图像的盲水印算法。算法的 思想是利用载体中两个特定DCT系数 的相对大小来表示隐藏的信息。载体 图像分为8×8分块，进行二维DCT变 换，分别选择其中的两个位置，比如 用(u1,v1)和(u2,v2)代表所选定的两 个系数的坐标。如果 Bi(u1,v1)>Bi(u2,v2)，代表隐藏1， 如果相反，则交换两系数。如果 ， 代表隐藏0，如果相反，则交换两系 数。
• 该方法存在一定的缺陷，没有 明确界定哪些像素可以修改以 便于隐藏秘密信息，二值图像 中某些像素的修改可能会引起 二值图像视觉效果上的较大变 化，相应的水印嵌入算法可能 在较大程度破坏图像的质量。 • 为达到较好的隐藏效果，可以 采用游程编码方法在二值图像 中隐藏信息。
• 游程编码的概念在图像压缩的 过程中经常使用，如下图所示 的编码为：<0,3>, <1,5>, <0,4>, <1,2>,<0,1>。其中0 表示白色像素点，1表示黑色 像素点。