数字水印的设计与实现
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。
6 发题时间： 2010 年 12 月 18 日指导教师：（签名）学生：（签名）湖南涉外经济学院毕业设计（论文）指导人评语[主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价]指导人：（签名）年月日指导人评定成绩：毕业设计（论文）评阅人评语[主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价]评阅人：（签名）年月日评阅人评定成绩：毕业设计（论文）答辩记录日期：学生：江堃学号： 200703402205 班级：通信工程0702 题目：DWT域数字图像水印技术的研究与实现提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1 设计（论文）说明书共页2 设计（论文）图纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计（论文）答辩委员会评语：[主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价]答辩委员会主任：（签名）委员：（签名）（签名）（签名）（签名）答辩成绩：总评成绩：摘要随着计算网络和多媒体技术的快速发展，特别是Internet的普及，信息安全问题日益突出。
基于模式识别技术的数字图像水印算法设计与实现
基于模式识别技术的数字图像水印算法设计与实现数字水印技术已经成为了保护数字媒体内容的重要手段之一，其中基于模式识别的数字图像水印算法是一种较为常见的方法。
本文将着重探讨基于模式识别技术的数字图像水印算法设计与实现的过程。
一、数字图像水印技术简介数字图像水印技术是将信息嵌入到数字图像中，在不影响原有图像信息的前提下，以保护图像版权和防伪等目的。
数字图像水印可以分为盲水印和非盲水印两种，其中非盲水印需要原始图像作为解密时的比对参考，而盲水印则不需要。
目前，数字水印技术的应用越来越广泛，如音视频媒体、文献资料、软件程序等，因此对数字水印技术的研究与应用也越来越深入。
二、基于模式识别的数字图像水印算法设计基于模式识别的数字图像水印算法主要利用图像自身的特征，将水印嵌入到图像的纹理中。
这种算法具有良好的可见度和鲁棒性，同时也能有效地抵御一些攻击手段，如JPEG压缩、旋转、缩放等。
基于模式识别的数字图像水印算法主要包括以下步骤:1. 选择合适的水印模式。
水印模式一般是由一些比较简单的图形或文字组成，如线条、字母、数字等。
水印模式应该尽可能符合图像本身的特征，以提高水印的可见度和鲁棒性。
2. 对水印进行加密处理。
为了保证水印的安全性，一般采用加密技术对水印进行加密处理。
常用的加密方法有AES、DES等对称加密算法和RSA、ECC等非对称加密算法。
3. 计算水印的嵌入位置。
一般需要对图像进行分块，并将水印嵌入到每个块的纹理中。
对于嵌入位置的选择，可以根据图像的不同特征，如亮度、色调、纹理等进行选择，以保证水印的可见度和鲁棒性。
4. 将加密后的水印嵌入到图像的纹理中。
可以利用一些比较常用的嵌入算法，如DCT变换、DWT变换等。
5. 提取水印。
在接收端，通过类似的算法对图像进行处理，从而可以提取出嵌入的水印。
提取水印的过程可以分为两步，即定位和解密。
首先根据水印的嵌入位置，找到水印所在的区域，然后利用相应的解密算法将水印解密出来。
基于Matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现
摘要数字水印(Digital Watermarking)技术是我们生活中经常见到的信息隐藏技术。
它将一些标识信息(即数字水印)直接嵌入数字载体中，但不影响原载体的使用价值，也不容易被人的知觉系统觉察或注意到。
空间数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向，另一类是频率数字水印。
空间数字水印采用最低有效位(LSB)算法,通过修改表示数字图像的颜色或颜色分量的位平面,调整数字图像中感知不重要的像素来表达水印的信息,以达到嵌入水印的目的。
本实验是基于matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现。
关键词：信息隐藏技术；空间数字水印； LSB算法；matlab目录1 设计任务与目的 (1)2 MATLAB的简介及应用 (1)2.1 MATLAB简介 (1)2.2 MATLAB应用 (1)3 数字水印技术 (2)3.1 数字水印技术的发展 (2)3.2 水印分类 (2)3.3 数字水印的特点 (3)3.4 数字水印技术的基本原理 (4)4 基于LSB的数字水印算法 (5)4.1 LSB算法原理 (5)4.2 LSB算法的实现 (6)4.2.1 水印嵌入算法 (7)4.2.2 水印提取算法 (9)5 MATLAB软件仿真 (11)5.1 仿真结果 (11)5.1.1 水印嵌入仿真 (11)5.1.2 水印提取仿真 (12)5.2 仿真分析 (13)结论 (14)参考文献 (15)基于Matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现1 设计任务与目的(1)通过课程设计把自己在大学中所学的知识应用到实践当中。
(2)在课程设计的过程中掌握程序编译及软件设计的基本方法。
(3)深入了解利用Matlab设计基于Matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现。
(4)提高自己对于新知识的学习能力及进行实际操作的能力。
(5)锻炼自己通过网络及各种资料解决实际问题的能力。
2 MATLAB的简介及应用2.1 MATLAB简介MATLAB 是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
基于一维条形码的数字水印处理系统的设计与实现
中图 分 类 号 ：ＴＰ ９ ３１ 文 献 标 识 码 ：Ａ
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英文文本多重数字水印算法设计与实现
［ ｓｒｃ］ Ｆ ｒｈ ｅｉｉｎｙｏ ｕｒｎ ｄｇｔｌ ｔｒ ｒｉｇｍｅｈｄ ｏ ｎｌ ｈｔｘｓｔｅ ａ ｅ ｒｐ ｓｓ ｌｐｅｔｘ ｗａ ｒ ｒｉｇｍｅｈｄ Ａｂｔａ ｔ ｏ ｅｄｆ ｅｃ ｆ ｒ ｔ ｉｉ ｅｍａｋｎ ｔｏ ｓ ｒ ｇｉ ｔ．ｈ ｐ ｒ ｏ ｏｅ ｍｕｔ ｌ ｅ ｔ ｔ ｍａｋｎ ｔｏ ｔ ｃ ｃ ｅ ａ ｗａ ｆ Ｅ ｓ ｅ ｐ ｐ ａ ｉ ｅ
维普资讯
第 ３ 卷 第 ｌ ２ ５期
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２０ ０６年 ８月
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基于Matlab的数字水印设计――基于DCT域的水印实现
基于Matlab的数字水印设计――基于DCT域的水印实现沈阳理工大学数字图像处理课程设计摘要数字水印（Digital Watermark）技术是指用信号处理的方法在数字化的多媒体数据中嵌入隐蔽的标记，这种标记通常是不可见的，只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。
数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。
随着数字水印技术的发展，数字水印的应用领域也得到了扩展，数字水印的基本应用领域是版权保护、隐藏标识、认证和安全不可见通信。
当数字水印应用于版权保护时，潜在的应用市场在于电子商务、在线或离线地分发多媒体内容以及大规模的广播服务。
数字水印用于隐藏标识时，可在医学、制图、数字成像、数字图像监控、多媒体索引和基于内容的检索等领域得到应用。
数字水印的认证方面主要ID卡、信用卡、ATM卡等上面数字水印的安全不可见通信将在国防和情报部门得到广泛的应用。
本文主要是根据所学的数字图象处理知识，在MATLAB环境下，通过系统编程的方式，建立并实现基于DCT域的数字水印加密系统。
该系统主要包含数字水印的嵌入与提取，仿真结果表明，数字水印算法具有有效性、可靠性、抗攻击性、鲁棒性和不可见性，能够为数字媒体信息在防伪、防篡改、认证、保障数据安全和完整性等方面提供有效的技术保障。
关键词：数字水印；MATLAB；DCTI沈阳理工大学数字图像处理课程设计目录1 课程设计目的 ........................................................................... ............................... 1 2 课程设计要求 ........................................................................... ............................... 2 3 数字水印技术基本原理 ........................................................................... (3)3.1 数字水印基本框架 ........................................................................... ............. 3 3.2 算法分类 ........................................................................... .. (3)3.2.1 DCT法 ........................................................................... ...................... 4 3.2.2 其他方法 ........................................................................... ................... 4 3.3 实际需要考虑的问题 ........................................................................... (4)3.3.1 不可见性 ........................................................................... ................... 4 3.3.2 鲁棒性 ........................................................................... ....................... 5 3.3.3 水印容量 ........................................................................... ................... 5 3.3.4 安全性 ........................................................................... .. (5)4 基于DCT变换仿真 ........................................................................... (6)4.1 算法原理 ........................................................................... .. (6)4.1.1 准备工作 ........................................................................... ................... 6 4.1.2 选取8*8变换块 ........................................................................... ....... 7 4.1.3 边界自适应 ........................................................................... ............... 7 4.1.4 DCT变换与嵌入 ........................................................................... ...... 7 4.1.5 恢复空域 ........................................................................... ................... 8 4.2 嵌入算法扩展 ........................................................................... (8)4.2.1 RGB彩色图像三个矩阵的划分 ........................................................ 8 4.2.2 八色彩色水印 ........................................................................... ........... 8 4.3 水印的提取 ........................................................................... ......................... 9 4.4 仿真程序 ........................................................................... ............................. 9 5 结果分析 ........................................................................... ..................................... 14 结束语 ........................................................................... ............................................... 16 参考文献 ........................................................................... . (17)II沈阳理工大学数字图像处理课程设计1 课程设计目的数字水印技术是用信号处理的方法在数字化的多媒体数据中嵌入隐蔽的标记，这种标记通常是不可见的，只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。
数字水印算法设计
课程设计任务书学生姓名：蒋立豪专业班级：通信1303班指导教师：李瑞芳工作单位：信息工程学院题目: 数字水印算法设计初始条件：设计任务：学习掌握一种数字水印算法，选择两幅图像分别作为版权图像和水印图像，采用水印嵌入算法成生含水印图像。
采用水印提取算法，提取出嵌入水印。
并对水印算法的鲁棒性进行测试。
（1）掌握一种数字水印的嵌入与提取算法原理；（2）编写出水印嵌入算法的matlab程序，并给出水印嵌入前后的版权图像，并对嵌入效果进行分析说明；（3）编写出水印提取算法matlab程序，并给出水印原图和提取出的水印图像，并对水印的提取效果进行分析说明；（4）进行水印的抗攻击实验，噪声攻击，剪切攻击，缩放攻击，压缩攻击等。
测定提取前后水印的峰值信噪比(PSNR)和相关性(NC)；时间安排：指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要 (I)Abstract (II)1 MATLAB概述 (1)1.1 MATLAB的优点 (1)2 数字水印概述 (2)2.1 数字水印技术的应用领域 (2)2.2 数字水印的基本特点 (4)2.3 数字水印的分类 (5)2.4 数字水印技术的研究动态 (7)3 典型的数字水印算法 (8)3.1 空域算法 (8)3.2 变换域算法 (8)3.3 压缩域算法 (10)3.4 NEC算法 (11)3.5 生理模型算法 (11)4 DCT算法的概述 (12)4.1. 离散余弦变换(DCT)的定义 (12)4.2 离散余弦变换(DCT)水印嵌入算法 (14)4.3 离散余弦变换(DCT)水印提取算法 (14)4.4 离散余弦变换(DCT)水印算法原理框图 (14)5 抗攻击实验 (16)5.1 水印嵌入和提取 (16)5.2 抗攻击实验 (19)5.2.1 噪声攻击 (20)5.2.2 滤波攻击 (21)5.2.3 压缩攻击 (22)5.2.4 剪切攻击 (23)5.2.5 旋转攻击 (24)6 小结与体会 (26)参考文献 (27)附录 (28)随着计算机通信技术和互联网的迅速发展，数字多媒体的传播业越来越方便快捷。
基于Matlab的数字水印设计基于空域的水印实现
摘要数字水印(Digital Watermarking)技术是我们生活中经常见到的信息隐藏技术。
它将一些标识信息(即数字水印)直接嵌入数字载体中，但不影响原载体的使用价值，也不容易被人的知觉系统觉察或注意到。
空间数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向，另一类是频率数字水印。
空间数字水印采用最低有效位(LSB)算法,通过修改表示数字图像的颜色或颜色分量的位平面,调整数字图像中感知不重要的像素来表达水印的信息,以达到嵌入水印的目的。
本实验是基于matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现。
关键词：信息隐藏技术；空间数字水印； LSB算法；matlab目录1 设计任务与目的 (1)2 MATLAB的简介及应用 (1)2.1 MATLAB简介 (1)2.2 MATLAB应用 (1)3 数字水印技术 (2)3.1 数字水印技术的发展 (2)3.2 水印分类 (2)3.3 数字水印的特点 (3)3.4 数字水印技术的基本原理 (4)4 基于LSB的数字水印算法 (5)4.1 LSB算法原理 (5)4.2 LSB算法的实现 (6)4.2.1 水印嵌入算法 (7)4.2.2 水印提取算法 (9)5 MATLAB软件仿真 (11)5.1 仿真结果 (11)5.1.1 水印嵌入仿真 (11)5.1.2 水印提取仿真 (12)5.2 仿真分析 (13)结论 (14)参考文献 (15)基于Matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现1 设计任务与目的(1)通过课程设计把自己在大学中所学的知识应用到实践当中。
(2)在课程设计的过程中掌握程序编译及软件设计的基本方法。
(3)深入了解利用Matlab设计基于Matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现。
(4)提高自己对于新知识的学习能力及进行实际操作的能力。
(5)锻炼自己通过网络及各种资料解决实际问题的能力。
2 MATLAB的简介及应用2.1 MATLAB简介MATLAB 是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
数字水印算法设计
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程学院题目：数字水印算法设计初始条件：MATLAB软件平台、版权图像、水印图像要求完成的主要任务：1.设计任务学习掌握一种数字水印算法，选择两幅图像分别作为版权图像和水印图像，采用水印嵌入算法成生含水印图像。
采用水印提取算法，提取出嵌入水印。
并对水印算法的鲁棒性进行测试。
2.设计要求①掌握一种数字水印的嵌入与提取算法原理。
②编写出水印嵌入算法的matlab程序，并给出水印嵌入前后的版权图像，并对嵌入效果进行分析说明。
③编写出水印提取算法matlab程序，并给出水印原图和提取出的水印图像，并对水印的提取效果进行分析说明。
④进行水印的抗攻击实验，噪声攻击，剪切攻击，缩放攻击，压缩攻击等。
测定提取前后水印的峰值信噪比（PSNR）和相关性（NC）时间安排：第18-19周。
目录摘要 (1)1数字水印概念 (2)1.1数字水印分类 (2)1.2数字水印特点 (2)2数字水印算法 (3)2.1数字水印基本模型 (3)2.2常见数字水印算法 (4)2.2.1空间域算法 (4)2.2.2变换域算法 (4)2.2.3其他算法 (5)2.3离散余弦变换（DCT算法 (5)2.3.1DCT变换公式 (5)2.3.2二维DCT的性性质 (6)2.4离散余弦变换的水印嵌入 (7)2.5离散余弦变换的水印提取 (8)3数字水印算法的MATLAB^程 (9)3.1数字水印的嵌入 (9)3.2数字水印的提取 (11)4数字水印的抗攻击实验 (12)4.1噪声攻击 (13)4.2滤波攻击 (14)4.3压缩攻击 (15)4.4剪切攻击 (16)4.5旋转攻击 (17)5小结与体会 (18)参考文献 (18)附录 (19)摘要数字水印技术近年来得到了较大的发展，基于变换域的水印技术是目前研究的热点。
数字水印是利用数字作品中普遍存在的冗余数据和随机性，把标识版权的水印信息嵌入到数字作品中，从而可以起到保护数字作品的版权或其完整性的一种技术。
MPEG-4视频数字水印技术的设计与实现
Ｚ１ 一 ＿ ｏ０ Ｚ１ ｍ ＿
码 ，然后嵌入水印 ，再重新 编码 。 （ ）视 频水印嵌 入方案 二 ：水 印嵌 ２ 入在编码阶段的离散余弦变换 （ ＤＣ Ｔ） 的直流系数 （ ＤＣＴ）中 （ 量化后 、预测 前 ）。此类方案的优 点是 ：
水 印仅嵌入在ＤＣＴ系数 中 ，不会增 加视频流的数据比特 率 ；
方面
通 过 一定 的 算 １２ ．视频数 字水印设计应考虑的几个 法 将 一些 标 志
水印容 量 ：嵌 入的 水印信 息必须 足
性 信 息直 接 嵌
入 到 多媒 体 内 容 当 中 ，但 不 影响 原 内容 的
水印嵌Ａ 术 印嵌人 承 印嵌人 术 印提取 术 印握 取 水印握取 方案一 方案二 方案三 方 案三 方案二 方案一 圉２Ｍ Ｅ一 Ｐ Ｇ ４视频 术印分类
是 对 于 已压缩 的视 频 ，有 一 个部 分 解 和将来的参考ＶＯＰ 行双 向运动补 偿的 进
码 、嵌入 、再编码的过程 。
预测编码 ；Ｓ ＶＯＰ 系列运 动 图像 中的 一
（） ３视频水 印嵌 入方案三 ：水印直 接 静止背景 。因此 ＩＶＯＰ 图像信息较独 的 嵌入在ＭＰ Ｇ一４ Ｅ 压缩比特流中。优点是 立最适合嵌入水印信息。 不需完全解码 和再编码 的过 程 ，对整 体 视频信号 的影响较小 。缺点是 ：
定性和鲁棒性 。
木 息，— 兰 印 ｃ— ＜ 信一 — ・
公 开 ／ 有 密 钥 （ ） …… …… ……。 私 Ｋ （ ） 印 攫 取 ｂ水 圉 Ｉ 适 用 箍 宇 木 印 嵌 入 与 提 取 方 法
虽然数字 水印技 术近几年 得到长 足 发展 ，但方 向主要集 中于静止 图像 。由
强 ，在 水 印 嵌 入 、提 取 时 采 用一 种 密
数字水印技术 毕业设计论文
数字水印技术毕业设计论文目录一、数字水印技术的概述 (1)1.1数字水印的概述 (1)1.2数字水印的典型算法 (2)二、可实现数字水印技术的实用工具——Matlab (3)2.1概述 (3)2.2算法中常用的Matlab函数介绍 (4)三、离散余弦变换（DCT）算法及水印实现 (5)3.1DCT变换公式 (5)3.2二维DCT的性质 (6)3.3DCT变换水印的实现 (7)3.4离散余弦变换水印提取算法 (8)3.5DCT算法的matlab程序运行 (8)四、数字水印的性能评估和攻击 (11)4.1数字水印的性能评估和基准 (11)4.2图像水印的攻击 (12)4.3DCT算法水印实现的攻击实验 (13)五、总结 (15)六、致谢 (16)一、数字水印技术的概述1.1数字水印的概述伴随着计算机网络的发展，信息媒体的数字化为信息的存取提供了巨大的便利，显著提高了信息表达的效率和准确性。
但是同时也带来了一些负面影响,一些别有企图的个人和团体在没有得到原作者的同意的情况下复制和传播有版权的数据文件或作品。
所以，数字媒体的信息安全、知识产权保护和认证等问题变得日益突出，变成一个急需解决的议题。
密码技术是信息安全技术领域的主要传统技术之一，但是此方法有缺点：一是加密后的文件因不可理解性从而妨碍信息的传播。
二是一旦被解密后，文件就不再受保护。
所以，需要一种代替技术或者是对密码学进行补充的技术，这时，数字水印技术便被提出了。
数字水印技术是一种可以在开放网络环境下保护版权和认证来源及数据完整性的新型技术，原作者的创作信息和个人标志通过数字水印系统以人所不可感知的水印形式嵌入在多媒体中，从而使人们无法从表面上感知水印，只有专用的检测器或软件才可以检测出隐藏的数字水印。
水印的存在要以不破坏原数据的欣赏价值、使用价值为原则。
数字水印技术基本特征主要有：鲁棒性、不可见性、不可检测性、自恢复性。
数字水印的主要应用领域有版权保护、盗版跟踪、图像认证、票据防伪、标题与注释、拷贝保护。
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MATLAB数字水印系统设计
• 4．按内容划分
• 按数字水印的内容可以将水印划分为有意义水印 和无意义水印。有意义水印是指水印本身也是某 个数字图像（如商标图像）或数字音频片段的编 码；无意义水印则只对应于一个序列号。有意义 水印的优势在于，如果由于受到攻击或其他原因 致使解码后的水印破损，人们仍然可以通过视觉 观察确认是否有水印。但对于无意义水印来说， 如果解码后的水印序列有若干码元错误，则只能 通过统计决策来确定信号中是否含有水印。
• 2)通用性：比较好水印算法大多都实用于多类媒 体格式与文件格式。通用性在特定程度上也代表 易用性。
• 3)计算效率高：在软件和硬件方面，水印算法也 应该能被有效的实现。需要特别注意的是，在分 布式网络上的多媒体数据监视方面，水印检测算 法的能够快速完成。
2.2数字水印技术的分类
• 数字水印的分类方法有很多种，不同的出发点导 致了不同的分类，他们之间既有联系又有区别， 本文主要介绍按水印的嵌入域划分。
•
II=II+1;
•
end
•
end
•
end
• end
•
%分块DCT反变换
• watermarked_image(y:y+blocksize-
1,x:x+blocksize-1)=idct2(dct_block);
1)*8:j*8),(1+(i-1)*8):i*8)));
•
fc(xx)=1/64*sum(sum((cover_object((1+(j-
1)*8:j*8),(1+(i-1)*8):i*8)-pjhd(xx)).^2));
•
xx=xx+1;
• end
• end
基于混沌系统的数字水印设计与算法研究
基于混沌系统的数字水印设计与算法研究一、前言数字化时代的到来，使得数字内容的传播变得更加快捷、便利，但是也带来了一系列的问题。
其中，数字内容防抄袭和保护成为了亟待解决的问题。
因此，数字水印作为一种可靠且难以被删除的数字版权保护技术被广泛应用。
基于混沌系统的数字水印设计与算法研究，就是为了解决数字内容保护这一问题而提出的。
本文将从如下几个方面进行阐述：数字水印技术概述、混沌系统的基本原理、基于混沌系统的数字水印设计与算法研究、实验结果分析以及总结与展望。
二、数字水印技术概述数字水印技术是将特定的数字信息嵌入到原始载体中，以达到保护数字版权和防抄袭的目的。
基本的数字水印系统包括两个部分：嵌入过程和提取过程。
嵌入过程是将一个特定的信息（数字水印）嵌入到原始载体（如音频、视频、图像等）中，使得该载体的主要内容不受影响，并且保证数字水印的隐私性和不可见性。
提取过程是从水印载体中提取出数字水印，以检测副本、鉴别版权、验证真伪等。
数字水印技术的应用领域十分广泛，包括数字版权保护、影像存储、金融领域、身份识别等等。
三、混沌系统的基本原理混沌系统是一种复杂的非线性系统，其演化过程具有随机性、复杂性和不可预见性等特点。
混沌系统在密码学领域、数字水印领域、图像加密等方面得到了广泛应用。
混沌系统有许多不同的类型，但其中最具代表性的应该是著名的Lorenz混沌系统。
Lorenz系统是一个基于三个方程的非线性动力学系统。
它的三个方程用于描述在匀速流体中传热过程中的一种流体的流动：$$ \frac{dx}{dt} = \sigma(y - x) $$$$ \frac{dy}{dt} = x(\rho - z) - y $$$$ \frac{dz}{dt} = xy - \beta z $$其中，x、y、z是三个描述流体速度、密度等物理量的变量，t 是时间。
$\sigma$、$\rho$、$\beta$是系统的物理参数。
通过改变这些参数的值，我们可以得到不同的Lorenz混沌图形。
数字水印实验报告
数字水印实验报告数字水印实验报告引言：数字水印是一种将特定信息嵌入到数字媒体中的技术，以保护知识产权和确保内容的真实性。
在本次实验中，我们将探讨数字水印的原理、应用和实验结果，以及对数字水印技术的思考和展望。
一、数字水印的原理和应用1.1 原理：数字水印是通过在数字媒体中嵌入特定的信息，使其在视觉或听觉上不可察觉，但可以被提取出来。
嵌入的信息可以是版权信息、所有者信息、认证信息等。
1.2 应用：数字水印技术在多个领域有着广泛的应用。
在音频领域，数字音乐水印可以用于保护音乐版权和防止盗版。
在图像领域，数字图像水印可以用于保护图像的版权和防止图像篡改。
在视频领域，数字视频水印可以用于追踪视频来源和确保视频内容的真实性。
二、实验设计和步骤2.1 实验目的：本次实验的目的是通过嵌入和提取数字水印的过程，了解数字水印的实际应用和效果。
2.2 实验材料和工具：本次实验使用了一组音频文件和图像文件作为实验材料，以及数字水印嵌入和提取的软件工具。
2.3 实验步骤：（1）选择一组音频文件和图像文件作为实验材料。
（2）使用数字水印嵌入工具将特定的信息嵌入到音频文件和图像文件中。
（3）使用数字水印提取工具从嵌入了水印的音频文件和图像文件中提取出水印信息。
（4）对比提取出的水印信息和原始信息，评估数字水印的可靠性和效果。
三、实验结果和讨论3.1 实验结果：通过实验，我们成功地嵌入了数字水印，并从嵌入了水印的音频文件和图像文件中提取出水印信息。
提取出的水印信息与原始信息完全一致。
3.2 讨论：数字水印技术在保护知识产权和确保内容真实性方面具有巨大的潜力。
通过数字水印，我们可以更好地保护音乐、图像和视频的版权，防止盗版和内容篡改。
然而，数字水印技术也面临一些挑战，比如水印的鲁棒性和隐蔽性等问题。
未来的研究应该致力于提高数字水印技术的可靠性和适用性。
四、结论和展望通过本次实验，我们深入了解了数字水印的原理和应用，并通过实际操作验证了数字水印的可行性和效果。
基于FPGA的数字图像水印实时嵌入系统的设计与实现
ｓ ｆ ｔ ． ａ ａ ｄ ｒ ｓ ｓｅ ａｅｙ ｈ ｒ ｗａｅ ｙ ｔｍ ｃ ｎ ｉｔ ｇ ｆ ａ ｉ ｄ ｆ Ｅ ２ ０ ８ ６ ６ Ｐ Ａ ｐ ｏ ｕ ｅ ｂ ｅ ａ ｏ ａ ｙ ｎ ａ ＣＭＯ ｃ ｍｅ ａ ｈ ａ ｏ ｓｓｉ ｏ ｋ ｎ ｏ Ｐ Ｃ７ Ｆ ９ Ｃ Ｆ Ｇ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｙ Ａｈ ｒ ｃ ｍｐ ｎ ａ ｄ Ｓ ａ ｒ ｅ ｄ．
Ｌ Ｕ Ｇｕ Ｈｅ， Ｈｕ ＬＩ Ｉ ｏ ＬＩ Ｙｕ ｉ， Ｂｏ， ＬＡＩ Ｈｕａ
（ａｕｔ ｏ Ｉｆ ｍａｏ ｎｉｅｒ ｇａ ｄ Ａ ｔｍ ｔ ｎ Ｋ ｎ ｉｇ Ｕ ｉｅｓｙ ｏ ｃ ｎｅ ａｄ Ｔ ｃ ｎｌｇ ，Ｋ ｎ ｉｇ ６ ０ ５ ， ｈｎ ） Ｆ ｃｌ ｆ ｎ ｒ ｔｎ Ｅ ｇｎｅ ｎ ｎ ｕｏ ａｉ ， ｕ ｍ ｎ ｎ ｒｉ ｆＳ ｉ ｃ ｎ ｅ ｈｏｏｙ ｕ ｍ ｎ ５０ １ Ｃ ｉ ｙ ｏ ｉ ｉ ｏ ｖ ｔ ｅ ａ
明 ： 不 同 光 线 强 度 下 采 集 到 的 图 像 均 可 实 现 水 印 的 盲 检 测 ， 对 篡 改 有 良好 的 定 位 能 力 。 对 并
关 键 词 ：Ｆ Ｇ 数 字 水 印 ； 检 测 ； ＩＯ Ｐ Ａ； 盲 ＦＦ
中 图 分 类 号 ：Ｔ ３ Ｐ９ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｔ ｅ ＤＣ ｎ ＤＣ ２ ａ ｇ ｒ ｈ ａｅ ｒ ａ ｉ ｄ ｙ ｔ ｅ ｈ Ｔ ａ ｄ Ｉ Ｔ ｌ ｏ ｔ ｍｓ ｒ ｅ ｌ ｅ ｂ ｈ Ｖｅ ｉ ｇ ＨＤＬ．ａ Ｆ Ｆ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｉ ａ ｐ ｉｄ ｔ ｓ ｌ ｅ ｔ ｅ ｔ ｅ ｕ ｎ ｅ ｏ ｉ ｉ ｚ ｒｏ ｌ ｎ Ｉ Ｏ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｓ ｐ ｌ ｏ ｏｖ ｈ ｉ ｅ ｍｅ ｓ ｑ ｅ ｃ ｌｇｃ ｐ ｏ ｌｍ ｂ ｔ ｅ ｔ ｐ ｒ ｏ ｈ ｙ ｔｍ ，ｅ ｐ ｒ ｎａ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｔ ａ ｉｉ ｌ ｗａｅ ａ ｋ ｎ ｏ ｈ ｉ ｇ ｃ ｐ ｕ ｅ ｎ ｌ ｉ ｄ ｏ ｒｂ ｅ ｅｗｅ ｎ ｗｏ ａ ｔ ｆ ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｓ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｉ ｌ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｈ ｔ ｄ ｇ ｔ ｔｒ ｒ ｉ ｇ ｆ ｔ ｅ ｍａ ｅ ａ ｔ ｒ ｄ ｉ ａｌ ｎ ｓ ｆ ｓ ａ ｍ ｋ ｌ ｈ ｎｅ ｓｔ ａ ｅ ｅ ｔ ｃｅ ｔ ｏ ｔ ｔ ｅ ｏ ｇ ｎ ｌ ｉ ｇ ａ ｄ ｔ ｅ ｐ ｓｔ ｎ ｏ ｈ ｃ ａ ｇ ｎ ａ ｓ ｉ ｌｃ ｔ ｄ ｐ ｅ ｉｅｙ ｉ ｔ ｉ ｔ ｎ ｉ ｃ ｎ ｂ ｘｒ ｔｄ ｗｉ ｕ ｈ ｒ ｉ ａ ｍａ ｅ， ｎ ｈ ｏ ｉ ｏ ｆ ｔ ｅ ｈ ｎ ｉ ｇ ｐ ｒ ｓ ｏ ａ ｅ ｒ ｃｓ ｌ ． ｇ ｙ ａ ｈ ｉ ｉ ｔ
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E（image） =IDCT(DCT(image) +alpha*WaterMark )
DCT离散余弦变换
数字水印系统
四、系统实现
基于混沌与细胞 自动机算法的数 字水印检测功能
2 1
3
利用原始图像产生 实际细胞水印模板 矩阵
提取的细胞水印模 板=（待测图像DCT 矩阵-原始图像DCT 矩阵）/alpha
数字水印系统
9 LSB
右平移
1
无法提取
五、总结
在数字水印系统设计与实现的过程中，我遇到了不少的难题。其 中一些是因为缺少编程经验而出现的简单错误，例如开始编程时 出现的堆栈溢出问题，导致系统执行时的不断崩溃，最终修改所 有静态数组为动态分配而解决该问题。而其中也有一些是因为算 法的理解错误，导致系统的运行得不到预期的效果。这些最终通 过自己的钻研和老师、同学的帮助得到绝大部分的解决，这对我 在编程有一定的帮助和积累经验作用。 在数字水印系统中，两个期待未来能够完善的问题： 第一个问题就是其他类型图像的水印嵌入问题。可以将 真彩图片转化为 RGB 图片再转化为系统中所示范的灰度图像，但 由于时间问题，就没有能够实现这项功能。 第二个问题是没有能够简化系统的操作，使用户使用起 来比较繁琐。
数字水印系统
四、系统实现
基于LSB算法数 字水印
嵌入水印时，将 原始图片亮度值 每一字节的最低 位赋值为前7位 与隐藏信息的异 或。
提取水印时，将 待测图像每个字 节的8位亮度值 异或，即得到隐 藏信息的消息串， 整合后得到嵌入 的水印图像。
数字水印系统
四、系统实现
输入Logistic产生的随 机序列矩阵Rand[i][j]
攻击类型
1/16剪切 1/8剪切 随机剪切 随机剪切
攻击次数
1 1 10 20
实验结果
100%提取 有损提取 有损提取
1 2 3
1 LSB 2 LSB 3 LSB 4 LSB
4 5 6
有损提取
7 8
5 LSB 6 LSB 7 LSB 8 LSB
随机剪切 上平移 下平移 左平移
30 1 1 1
无法提取
目录
课题背景与研究意义 关键技术及理论基础 系统设计 系统实现 总结
数字水印系统
一、课题背景及研究意义
我们已经进入了二十一世纪的数字化时代。人们习惯 于通过互联网随时随地地将自己的照片、图像、等数 据上传发布。又由于互联网快速便捷的特性，这些原 创或者商用作品容易被有意无意的篡改。数字产品的 版权，完整性，有效性得不到保证。
数字水印特征
①透明性（invisibility） ②不可检测性 （undetectability） ③鲁棒性（robustness） ④安全性（security）
数字水印系统
二、关键技术及理论基础
密钥
水印信息
水印嵌入算法
水印载体数据
原始数据
密钥 水印载体数据 水印提取算法 水印提取或存在与 否的二值判断
嵌入与检测数字 水印工作模型
原始数据
数字水印系统
三、系统设计
新建 打开 文件管理模块
系 统 功 能 图
保存 另存为 剪切攻击 攻击模块 随机剪切 1/8剪切 1/16剪切 四周剪切 上平移 平移攻击 下平移 左平移 嵌入 LSB水印模块 提取 右平移
数 字 水 印 系 统
CELL水印图像模块
嵌入 检测
实际细胞水印模板 矩阵与提取的细胞 水印模板矩阵做相 关性检测 根据阈值判断待测 图像中是否含有水 印
四、系统实现
数字水印系统
四、系统实现
序 号 实验 算法 序号 实验算法 混沌与细胞自动机 混沌与细胞自动机 混沌与细胞自动机 混沌与细胞自动机 混沌与细胞自动机 混沌与细胞自动机 混沌与细胞自动机 混沌与细胞自动机 攻击类型 1/16剪切 1/8剪切 随机剪切 随机剪切 随机剪切 随机剪切 上平移 上平移 攻击次数 1 1 10 20 30 50 10 20 实验结果 含有水印 含有水印 含有水印 含有水印 含有水印 未检测出水印 含有水印 含有水印
9
无法提取 无法提取 12 无法提取 13 14 10 11
混沌与细胞自动机
混沌与细胞自动机 混沌与细胞自动机 混沌与细胞自动机 混沌与细胞自动机 混沌与细胞自动机
上平移
下平移 下平移 下平移 左平移 右平移
30
10 20 30 1 1
未检测出水印
含有水印 含有水印 未检测出水印 未检测出水印 未检测出水印
基于混沌与细胞 自动机算法的数 字水印嵌入功能
将Rand矩阵转化为二值矩阵： Rand[i][j]>0.5时取否则取0 将Rand矩阵扩大一圈为0的 边界生成temp矩阵 m=0,i=0,j=0
3
将watermark矩阵赋值为 temp矩阵中除最外层一圈 边界的值
2
m<do_num
N
1
将temp矩阵第0行除头尾两值以外 赋值为原Rand矩阵最后一行的值 将temp矩阵最后1行除头尾两值以 外赋值为原Rand矩阵第0行的值
Y 随机序列整合成随 机矩阵
将细胞水印模板嵌 入原始图像亮度值 DCT域
经过基于投票规则 的细胞自动机变化 将temp矩阵最后1列除头尾两值以 产生细胞水印模板 外赋值为原 Rand矩阵第0列的值 矩阵WaterMark。 Temp[0][0]=temp[Nh][Nw];
将temp矩阵第0列除头尾两值以外 赋值为原Rand矩阵最后1列的值 Temp[Nh+1][Nw+1]=temp[1][1]; Temp[Nh+1][0]=temp[1][Nw]; Temp[0][Nw+1]=temp[Nh][1]; 在temp矩阵中从左到右、从上到下依次取行数等于Nh列 数等于Nw的值分别赋值给Cell1—Cell9 9个细胞矩阵 将9个细胞矩阵中的值相加，大于4时取1否则取 0，得到矩阵charge 将temp矩阵除最外一圈边界赋值为charge矩阵的值 m++
本系统主要设计了基于LSB算法和基于混沌细胞自动机 算法的数字水印的嵌入、提取/ 检测两大主要功能。方 便用户能够根据自己的需要将自己的图像作品嵌入数 字水印，并能够加以检测，甚至抵抗一定程度的简单 攻击。在一定程度上遏止侵犯原创权的行为。
数字水印系统
二、关键技术及理论基础
数字水印概念
数 字 水 印 （ digital watermark ） 技 术 ， 是 指在数字化的数据内容 中嵌入视觉不可感知的 数字记号。被嵌入的记 号通常是不可见或不可 察的，但是通过一些特 定的计算操作可以被检 测或者提取