基于小波变换的数字水印嵌入式算法研究
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技术
基于小波变换数字水印技术摘要: 伴随多媒体技术与互连网技术快速发展, 基于数字水印技术电子多媒体作品版权保护问题已成为信息科学领域研究热点, 所以数字水印技术作为一个有效多媒体版权保护技术受到越来越多关注。
文章着重介绍数字水印技术发展背景、特点和小波变换理论。
关键词: 数字水印小波变换数字图像水印算法数字水印技术是20世纪90年代出现一门崭新技术, 经过在数字产品中嵌入可感知或不可感知信息证实数字产品全部权或检验数字内容原始性。
数字水印是用于处理知识产权保护问题、最含有潜力多学科交叉技术, 自1993年提出以来发展十分快速, 已经受到国际学术界和企业界高度关注。
一、数字水印概念所谓数字水印技术, 就是将一个特殊标志信息（伪序列或可识别图案文字）嵌入数字媒体, 用以辨识数据版权、正当使用者, 从而认证或控制数据使用。
而利用数字水印进行多媒体信息认证则是利用人类知觉系统冗余, 在不影响数字媒体感官（视或听）质量前提下, 将与媒体内容相关或不相关标志信息作为水印直接嵌入媒体内容中。
这一过程并不影响原始多媒体数据可用性, 在检验盗版行为时, 能够从含水印多媒体数据中提取出相关信息, 用以证实数字产品版权, 指证盗版行为。
除此之外, 数字水印还在真伪判别、隐蔽通信、标志隐含、电子身份认证等方面含相关键应用价值。
二、数字水印种类现在数字水印技术大致上可分为空域和变换域水印两大类。
空域数字水印是经过改变空域像素灰度值来嵌入水印信息, 如LSB（least Significant bits）嵌入。
变换域数字水印则是将载体图像变换到变换域, 经过改变变换域系数来嵌入水印, 如DCT（discrete cosine transform）域嵌入。
当嵌入水印信息比较多时, 通常变换域水印要优于空域水印算法。
小波分析理论和方法是从Fourier分析演变而来。
小波变换以牺牲部分频域定位性能来取得时? D频局部性折中, 其不仅能提供较正确时域定位, 而且能提供较正确频域定位。
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。
基于小波变换域的数字水印
基于小波变换域的数字水印一例1 数字水印技术数字水印技术（Digital Watermark），是指用信号处理的方法在数字化的多媒体数据中嵌入隐藏的标记，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。
嵌入数字作品中的信息必须具有以下基本特征才能称为数字水印。
（1）隐藏性：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）隐藏位置的安全性：水印信息隐藏于数据而非文件头中，文件格式的变换不应导致水印数据的丢失。
（3）鲁棒性：所谓鲁棒性是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括信道噪声、滤波、数/ 模与模/数转换、重采样、剪切、位移、尺度变化以及有损压缩编码等。
2 数字水印算法现在典型数字水印算法主要有：空间域算法，变换域算法，压缩域算法，NEC 算法，生理模型算法等。
3 基于小波变换域的数字水印小波水印算法根据小波分解后产生的近似子带和细节子带系数的不同，确定水印嵌入的不同位置，主要可以分为低频域水印和高频域算法。
低频域水印算法主要考虑近似子带系数能量大，经过一般的信号处理后仍能保留的特点，嵌入一定强度的水印，达到不影响原图视觉质量的效果。
高频域水印算法利用人眼的视觉特性（HVS ），在细节子带的边缘和纹理处系数较大，嵌入水印信息后，人眼对图象的变化不敏感。
4 基于小波变换域的数字水印实例本实例是一种基于离散小波变换（DWT ）和HVS 的数字水印算法。
（1）人类视觉系统（HVS ）对于图像来说，HVS 的主要特性一般表现在三个方面：亮度特性、频域特性、图像类型特性。
其中，亮度特性是HVS 特性中最基本的一种，主要是关于人眼对亮度变化的敏感性。
一般来说，人眼对高亮度的区域所附加的噪声其敏感性较小，这就意味着，如果图像的背景亮度越高，那么它所能潜入的附加信息就越多。
对于频域特性来说，如果将图像从空域变换到频域，那么，频率越高，人眼的分辨能力就越低；频率越低，人眼的分辨能力就越高。
小波变换在数字视频水印中的嵌入与提取技术
小波变换在数字视频水印中的嵌入与提取技术随着数字媒体的普及和发展，数字视频水印技术逐渐成为保护知识产权和防止盗版的重要手段。
而其中，小波变换作为一种有效的信号处理方法，被广泛应用于数字视频水印的嵌入与提取技术中。
小波变换是一种将信号分解成不同频率的子信号的方法，通过将信号分解为低频和高频成分，可以更好地描述信号的特征。
在数字视频水印中，小波变换可以将水印嵌入到视频的频域中，从而实现对视频的保护。
首先，水印的嵌入过程需要将水印信息与原始视频进行融合。
通过小波变换，可以将原始视频分解为不同频率的子带，然后将水印信息嵌入到其中的某些子带中。
由于小波变换的特点，嵌入水印后的视频在视觉上几乎没有明显的变化，同时也能够保持水印的稳定性和抗攻击性。
其次，水印的提取过程需要从带有水印的视频中提取出水印信息。
通过小波变换，可以将带有水印的视频重新分解为不同频率的子带，然后通过提取算法将水印信息从子带中恢复出来。
由于小波变换的特点，水印的提取过程具有较高的准确性和鲁棒性，可以有效地提取出嵌入在视频中的水印信息。
小波变换在数字视频水印中的嵌入与提取技术中有着广泛的应用。
例如，在版权保护方面，可以将数字水印嵌入到视频中，以防止盗版和非法传播。
在身份认证方面，可以将数字水印嵌入到视频中，用于身份验证和防伪。
在信息隐藏方面，可以将秘密信息嵌入到视频中，用于隐秘通信和保密传输。
然而，小波变换在数字视频水印中也存在一些挑战和问题。
首先，嵌入水印会对视频的质量产生一定的影响，可能导致视频的失真和降低观看体验。
其次，水印的提取过程需要较高的计算复杂度，可能会降低水印提取的效率和速度。
此外，小波变换的选择和参数设置也对水印嵌入和提取的效果有一定的影响，需要进行合理的选择和优化。
综上所述，小波变换作为一种有效的信号处理方法，在数字视频水印中的嵌入与提取技术中有着广泛的应用。
通过小波变换，可以将水印信息嵌入到视频的频域中，实现对视频的保护和安全。
小波变换在图像水印嵌入与提取中的技术探索
小波变换在图像水印嵌入与提取中的技术探索图像水印技术是一种在数字图像中嵌入特定信息的技术，以保护图像的版权和完整性。
而小波变换作为一种强大的信号处理工具，被广泛应用于图像水印的嵌入与提取过程中。
本文将探索小波变换在图像水印领域的应用，并讨论其技术特点和优势。
一、小波变换的基本原理小波变换是一种时频分析方法，它将信号分解成不同频率的子信号，并对每个子信号进行进一步的分析。
小波变换具有时域和频域分析的优势，能够提供更全面的信号信息。
二、小波变换在图像水印嵌入中的应用在图像水印嵌入过程中，小波变换可以将原始图像分解为不同频率的子图像，然后将水印信息嵌入到特定的子图像中。
小波变换的多分辨率特性使得嵌入的水印能够适应不同的图像细节，从而提高了水印的鲁棒性和不可见性。
三、小波变换在图像水印提取中的应用在图像水印提取过程中，小波变换可以对含有水印的图像进行逆变换，恢复出原始的水印信息。
由于小波变换的多分辨率特性，可以有效地抑制噪声和干扰，提高水印的提取准确性和鲁棒性。
四、小波变换在图像水印中的技术特点1. 鲁棒性：小波变换能够将水印信息分散到整个图像的不同频率分量中，即使图像发生剪裁、旋转或压缩等操作，水印仍然可以被提取出来。
2. 不可见性：小波变换能够将水印信息嵌入到图像的高频分量中，使得水印在视觉上几乎不可察觉，不影响原始图像的质量。
3. 安全性：小波变换具有较高的安全性，通过选择合适的小波基函数和密钥，可以有效地抵抗各种攻击，保护水印的安全性和完整性。
五、小波变换在图像水印中的应用案例1. 数字版权保护：通过将版权信息嵌入到图像中，可以有效地保护数字内容的版权，防止盗版和非法传播。
2. 图像认证：通过将认证信息嵌入到图像中，可以验证图像的真实性和完整性，防止图像被篡改或伪造。
3. 数字取证：通过将取证信息嵌入到图像中，可以追踪和识别非法传播的图像，为司法机关提供证据。
六、小波变换在图像水印中的挑战和发展方向尽管小波变换在图像水印领域取得了很大的成功，但仍然存在一些挑战和改进的空间。
基于小波变换的数字水印嵌入技术研究
声强度 不变 ， 与载体单一分解算法进行 对 比。实验结果表 明 ： 该算法对高斯噪声具有 良好的隐藏性和鲁棒性 。
同步 ； 复 嵌 入 重
武 莎莎 ， 姚 敏， 赵 敏
（ 京航 空 航 天 大 学 自动 化 学 院 ， 京 ２０ １ ） 南 南 １０ ６
摘要 ：以静 态数字 图像 为主要研究 对象 ， 出一种采 用载体和水 印图像进行 同步小波变换 的水 印嵌入算法 。为了获得较 提
好 的嵌入 效果 ， 同步分解的方法 中采用重 复嵌 入方式 。首 先对 载体 和水 印图像进行 小波分 解 ， 在 然后将 水 印低 频嵌 入到
ｍａ ｅ ｂ ｔ ｅ ｈ ｒ ｐ ｓ ｄ ａｇ ｒ ｈ ｎ ｈ ｉ ｇ ｅ ｄ ｃ ｍｐ ｓｔ ｎ ａｇ ｒｔ ｍ．Ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌｒ ｓ ｌ ｄ ｍｏ ｓｒ ｔｓ ｄ ｅｗｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ｌ ｏ ｔ ｍ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｌ ｅ ｏ ｏ ｉ ｏ ｌ ｏ ｈ ｉ ｎ ｉ ｉ ｘｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｕ ｔ ｅ ｎ ｔ ｅ ａ ｔ ａ ｈ ｒ ｓ ｎ ｅ ｃ ｅ ｃ ｉ ｖ ｓ ｂ ｔ ｒｉ ｖ ｓ ｉ ｔ ｎ ｏ ｕ ｔ ｅ ｓｂ ｈ ｔ ｃ ｆＧａ ｓｉｎ ｎ ｉｅ ｈ ｔｔ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｓ ｈ ｍｅ ａ ｈ ｅ ｅ ｅｔ ｎ ｉｉ ｌ ｙ ａ ｄ ｒ ｂ ｓｎ ｓ ｙ ｔ ｅ ａ ｔ ｋ ｏ ｕ ｓａ ｏｓ ． ｅ ｂ ｉ ａ Ｋｅ ｒ ｓ ｉｉ ａ ｅ ｍａ ｋ ｎ ； ｖ ｌｔｔ ｎ ｆ ｒ ；ｙ ｃ ｒ ｎ ｚ ｔ ｎ；ｅ ｅ ｔｄ ｅ ｅ ｄ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ：ｄ ｇｔ ｗ ｔｒ ｒ ｉ ｇ ｗａ ｅｅ ｒ ｓｏ ｌ ａ ａ ｍ ｓ ｎ ｈ ｏ ｉａｉ ｒ ｐ ａｅ ｍｂ ｄ ｉ ｇ ｏ
【doc】基于小波变换的低频数字水印嵌入算法
基于小波变换的低频数字水印嵌入算法第40卷第6期兰州大学(自然科学版)2004年12月JournalofLanzhouUniversity(NaturalSciences)Vl01.40NO.6Dec.2004文章编号:0455—2059(2004)06—0039—04基于小波变换的低频数字水印嵌入算法吕振肃,应隽,李宏(兰州大学信息科学与T程学院,甘肃兰州730000)摘要:提出了一种基于小波变换低频系数的数字水印嵌入和检测算法.二值水印首先经过Arnold变换后再嵌入在原始图像的低频部分,仍能保持良好的视觉效果,进一步证明了低频部分不是水印的禁区.实验结果表明该算法有较好抗JPEG压缩,低通滤波等攻击的能力.关键词:小波变换;数字水EH;扩频中图分类号:TP391.41文献标识码:A随着多媒体和网络技术的迅速发展与广泛应用,数字化媒体(如数字图像,视频和音频等)的传输和获取变得越来越便捷,这一方面促进了人类信息的共享,另一方面也带来了新的问题,即版权问题.因此,如何更好地保护数字媒体的版权问题已成为当前一个迫切需要解决的问题,数字水印正是为解决这一问题被提出的.数字水印技术属于信息隐藏的范畴.所谓水印技术就是将数字,文字,图像等标志版权的信息嵌入到多媒体数据中,以起到版权保护,数据文件的真伪鉴别和产品标志等作用.水印的鲁棒性和不可视性是数字图像水印的两个最基本要素,水印的鲁棒性是指数字水印必须对施加于宿主图像的常用图像处理操作具有一定的免疫性,不能因为某种变换操作而导致水印丢失,即企图消除水印的做法将引起宿主图像感官质量的下降,从而使其失去商用价值.水印的不可视性是指在宿主图像中嵌入一定数量的信息之后不会引起宿主图像明显的降质现象,隐藏的数据不易觉察,即无法人为地看见[,21.1水印算法的实现1.1图像置乱L3_目前大多数图像水印还是嵌入一些伪随机数,这是因为伪随机数具有难以仿造的优点,所以保证了水印的安全性,但是由于伪随机数并不能具体地代表特定的信号,也具有一定的局限性.因此,从实际应用考虑,如果能在图像中嵌入文字信息,那么将更加具有现实意义及视觉上的直观性.收稿日期:2003—09—17.基金项目:甘肃省自然科学基金资助项目(zsoll—A25一OZ~G). 作者简介:吕振肃(1946-),男,教授.基于这种想法,本文在静止图像中嵌入了文字水印.图像置乱就是利用某种算法将一幅图像各像素的次序打乱,但像素的总个数不变,直方图不变.由于对水印置乱可以消除水印像素的空间相关性,因此能提高水印抗图像剪裁操作的鲁棒性.已提出的图像置乱方法有Fass曲线,Gray代码,Arnold变换和幻方方式等.本文选择Arnold变换作为水印信号的预处理方法,是由于它直观,简单,并且具有周期性,应用时非常方便.Arnold变换是Arnold在遍历理论中提出的一种变换,又称猫脸变换(Arnold'Scatmap).设想在平面单位正方形内绘制一个猫脸图像,猫脸变换式为()(.通过变换,猫脸图像由清晰变模糊,这实际上是一种点的位置移动,并且这种变换是一一对应的.从采样理论的角度看,数字图像可看作是在二维连续曲面上,按照某一间隔和某种策略进行采样所得到的一个二维离散点的阵列,即一个图像矩阵.对于正方形数字图像,可进行离散化的Arnold变换()(….利用上式,逐一对图像中的像素点坐标做变换,当遍布了图像所有像素点之后,便产生了置乱后的图像.另外,对该图像还可以做反复迭代,以产生不同结果的图像,直到达到要求为止.图1所兰州犬学(自然科学版)第40誊示为水印图像的Arnold变接,Arnold变换具有周期性,即当谜代到某～步时.将重新樽到原始【謇I像. 矗J=L州大掌原始水印一执变换多陡变换后图1水印瞪l像及经Arnold变换后的水印图像Fig.1Watermarkim~,geaadwaterlil~rkimageafter Arnoldra盯nl_2小波变换和多分辨分析小波变换是近几年兴起的一种可达到时频局部化的时频域分析方法.小漩变换的基本思想是对信号进行细致的频牢分离多分辨率分解,如图2所示,这与人眼对罔像的桃觉感知过程相配.通过小波变换,原始图像被分解为4个子带图像:水平和垂直方向的低频子带罔像I.L,水平方向的低频和垂直方向的高频子带闭像LH,水平方向的高频和垂直方向的低额子带罔像Hk水平和垂直方向的高频子带图像HH.若埘子带罔像LL再进行小波分解,义可得到更低分辨率的4个子带罔像.如此反复,可对数字图像进行名缎小波舒解l■■原始像一缎小浊斛一墩小波舟图2图像的多分辨分解Fig.2Mukireso]utiondecompositionoftheimageL3DWT域嵌入对策l4.l水印应嵌入在哪里才足够鲁棒呢?在DWT域,为使水印具有较好的鲁棒性,刷来嵌人水印的小波系数应满足如下条件:(1)在经过常见的情号处理和噪声干扰后仍能很好地保留,即小波系数不应过多地为信处理和噪声干扰所改变;【21具有较大的感觉容量,以便嵌入一定强度的水印后不会引起原始图像视觉质量的明显改变.根据这两个要求,我们对小被冈像系数的分布特点和振幅进行定性,定量分析,提mr一种新的嵌入方法:水日'嵌入在小波图像的低频系数中.这是由于大多数圈像的能量都集巾在低频部分.对图像进行三级小渡分解后g5%以上的能量集中在第3层逼近子舟Ib上,即低频系数的债很大,这蜕明低频部分有很好的鲁棒性日_彳1较大的视觉容量.1.4水印嵌入方法本算法的具体步骤如下:用Arnold变换将水印图像置乱.得到置乱后的水印信号.对原始罔像作二级小波变换,料列(31细节子带图像LH,HLHH,(n=】,2)硬坦近子带陶像LL2. I......................1......阿3图像二绒小波讣衅Fig.3TwodegreewaveleLdc,vompositioJttJl'theimage 将水印信号通过量化的方法嵌入在图像的低频子带系数中.其中,量化步长耍在水印的鲁俸性和不可见性之问权衡.因为量化步』_乇越大,水印的鲁棒性越好,但是嵌人水印的网像质造就会降低:反之,步长越小,图像质量虽然提高r,但同时会削弱水印的鲁棒.睦,经过反复宴验这里我们选样量化步长为Ⅲ.其中量化的实现方弦屉:将低频小波系数除以量化步长,得到一个对直于该位的值,如果在该位置嵌人的水印信的值为l】,则将该位的值置偶数,反之,则将浚位的值置奇数.为了进一步提高水印的鲁棒性.水文在嵌^过程中把水印信号的同一位重复嵌人"次.这样嵌人的水印容量就是N×n.在本文rp苞复嵌入的位置选择邻近位置.这里我们选择64×64的二值罔像作为水印信号,令n=4,如果其中一?位嵌入存点(,J)上,那么跟它相同的重复位就嵌入在点(i, 1),(+l-),十l,J+1)上;将嵌入完毕后的子图进行小波反变换,得到嵌入水印后的图像.1.5水印的提取本文水印的提取不需要原始蝌像.首先对水印罔像进行二级小渡分解,提取出低额系数部分.根据小波系数的量化步长来判断水印扁号每一位的奇偶性.并设"(为第kbit的笫i次循环,表示总的循环次数.第6期吕振肃等:基于小波变换的低频数字水印嵌入算法让∑()'n12,(,一l;仁IHif∑":【)<n/2,(i.7)=0.对提取Ⅲ的水印信号进行反置乱,得到原始水印信号.根据提取的水印图像与原始水印像fL'的对比,即可以判断两者之问的相似程度,但由于这种主观方法往往受观察者经验,环境条件等素的影响,因此,柯必要采取定嚣的方法米捕述这一关系.本文利jH下式米计算与"一之问的相似睦叫∑f….¨)Ⅲ,刮一—可可一.r¨,另外,又利用峰值信噪比米对禽水印图像的扭}H1程度做了客观评价,它定义为【7】MIi1;.n1尸.川丽.2实验结果为了测试奉算法的性能本文埘256级灰度.512x512的标准lena图像进行r水印嵌入和提取的仿真实验.实验中,采J目二维离赦正交小波变换,还对含水印图像作了各种仿真攻击.以检测水印嵌入的有效性和强壮性.原始像和原始水印,嵌入水印后图像=4,187)l干口提取的水印如罔4所示.大掌大学原始取叩提取水印(:1)阁4顺婧图像及水印鹰J像Fig.4Originalimageandw~Kelmarkimage2.1水印图像的压缩JPEG压缩是陶像最经常受的『羽像处理.因此对于经JPEGJ=_f三缩后的水印罔像的正确检测是至关重要的.本算法对JPEG压缩下的水印隅像进行了提取,实验证明该算法对压缩攻击有着很好的鲁棒性,如图5和表1所示.网jFig.5轰1Tble1上州兰州大掌0=90兰州大掌大掌0=II兰娴津.0=70Q=t;o恫品质予aF.IPEG悔_f】提取的水印The(1etcotedwarertllarkant-rJPEGCOIl__Drss【0『1image不同品质因子O下JPEG图像的实验结果TheexperimentalresultofdifferentQ ofJPEGcompressiOil2.2水印图像的剪裁周6水印阿像的蜉裁Fig.6Cropol'thewa!i}rill~llkimage对嵌人水印的l像分lJ进行25%和40.的剪裁后,虽然闰像变得不完整,但仍『1『提取ff;水印冈像,结果如图6所示.2.3水印图像的其他攻击在实验中还对水印图像进行丁滤波加噪等攻出,结果如网7所示.通过各种实验的结果表明泼:法对多种图像处理操作都有着较好的鲁棒性,星一种_fJ行的并能实现盲提取的新的水印算法.一巍～一量■ltt■I■42兰州走学(自然科学版)第4[]卷兰州蕊Gum~sial1怔晒嚣弼'舞掌weiner低调.■●_'炎掌-,_(】?一{取的水印l_～.L:一l『fLI～l./?I图T水印图像的其他攻击Fig.7Otherattackofthewatermarkimage3结论近年来基于小波变换的算法越来越成为水印研究的一个新的领域.在本文中,提出了一种在小波系数低频上嵌人水印的算法,实验证明低频部分并不是水印的禁区.由于水印嵌人在低频部分, 所以对各种常用信号的攻击有良好的鲁棒性同时保证了不可见性.但本算法在刘旋转攻击投灰度变换还不具有很好的鲁棒性,彼仉将沿这一方向继续进行深人地研究.参考文献『11王卫卫,杨波,宋国乡.基于罔像小波变换低频系数的数字水印算墙_J_.信号处理,29tH,l7(f=;): 554-557.[2]周亚训,叶庆卫,僚铁峰.鞋于,波和余弦纽台的图像水印方寨【J_.电子,200l,29(12):1693-169,5. 『31潘蓉,高有行.基于小波变换的罔障水印嵌八方法.中国图像圈形,2002,7A(7):667-671.黄达人,刘九芬,黄继武.小波变换域罔像水嵌入对策和算法【J].软件,2002,lair):1290-1295.f51CoxIJ,KilianJ,Lci曲tonFT,e.Securespread spectrumw~termarkingformultimedit~[a].IEEE Trans0nImageProcesshlg,1997,6(12):1673—1687?『61NiuxM,LuZM,SunSH.Digitalwatermarkingofstillimageswithgra)qeveldigitalwatermarks[J]. 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基于小波变换的声音文件嵌入式水印技术
基于小波变换的声音文件嵌入式水印技术在数字化时代，信息的安全和保密问题越来越引起人们的关注。
音频作为一种重要的信息载体之一，具有广泛的应用前景，但它也容易被篡改、复制和盗用，不仅影响音频信息的正确性和完整性，也影响信息主体的合法权益。
因此，针对音频的加密和水印技术不断得到发展和研究。
本文主要讨论基于小波变换的声音文件嵌入式水印技术。
一、小波变换的基本原理小波变换是一种时频变换技术，把时域信号转换为时频分布图，能够有效地描述信号的时域和频域特性。
小波变换将信号分解成不同频率小波基函数的线性组合，也就是把信号分解成多个具有不同频率和宽度的小波分量。
小波分析提供了一种非平稳信号分析的方式，可以有效地在时频域上对信号进行分析，具有很好的局部性和时间-频率分辨率。
二、嵌入式水印技术简介嵌入式水印技术是一种信息隐藏技术，将一个特定的信息（即水印）嵌入到被隐藏的信息中，实现对被隐藏信息的保护和验证。
水印技术不改变原始音频信号的质量和信息内容，只是将特定的信息信息嵌入到原始信号中，使得水印信息在原始信号中难以被察觉且不影响对原始信号的分析和利用，同时能对原始信号进行认证和版权保护。
三、基于小波变换的声音文件嵌入式水印技术声音文件嵌入式水印技术应用广泛，通过在声音文件中嵌入不可见的水印信息，可以提高版权保护和信息安全性。
嵌入式水印技术可以隐蔽性强，不容易被察觉，同时可以保护音频文件的版权和来源信息。
基于小波变换的声音文件嵌入式水印技术是其中一种，具体实现方法如下：1. 预处理：对原始音频信号进行预处理，包括格式转换、音频采样、量化和归一化等操作，使得原始音频信号满足小波变换的条件。
2. 分解信号：将预处理后的音频信号进行小波分解，得到不同频率的小波分量。
通过小波分解处理可以将信号的时域和频域分离，得到高频和低频的信息，同时提高了信号的时间-频率分辨率。
3. 嵌入水印：将特定的水印信息嵌入到小波分量的低频部分中，保证水印信息在信号中的隐蔽性和数据的可靠性。
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算法研究
基于小波变换的数字水印算法研究数字水印技术是一种数字版权保护技术，通过在数字图像、音频、视频等媒体中插入不可见的标识信息来识别其版权和来源。
随着数字媒体的迅速发展，数字水印技术也日益得到广泛应用。
然而，数字水印技术在数据传输过程中易受到攻击，因此如何提高水印的鲁棒性和安全性成为了数字水印技术领域的研究热点。
本文主要研究基于小波变换的数字水印算法。
一、小波变换介绍小波变换（Wavelet Transform）是一种时间-频率分析的方法，能够将信号分解为不同频率的成分。
小波变换是对连续信号和离散信号的分析工具。
离散小波变换（Discrete Wavelet Transform，DWT）是离散信号的小波变换，它具有良好的局部性和多分辨率特性。
二、数字水印算法的基本原理数字水印的基本原理是插入一个密钥，将其置入原始图像或音频，使其不可察觉地嵌入其中。
水印一般是由一个位流构成的，其中不同的位表示不同的信息，例如版本号、作者、版权等。
数字水印技术也可以应用于数字签名，即数字签名会为文档创建一个唯一的、不可变性的身份识别标识。
三、基于小波变换的数字水印算法小波变换能够将信号分解为不同尺度的信号，因此，在数字水印设计中，小波变换能够被用来选择一组尺度来嵌入水印。
基于小波变换的数字水印算法可以通过以下步骤实现：1. 信号分解：利用小波变换将信号分解为多个尺度的信号；2. 水印嵌入：选择一个或多个尺度将水印嵌入到信号中；3. 信号重构：利用小波变换将带有水印的信号重构。
基于小波变换的数字水印算法有许多优点，例如多分辨率、局部性和稳定性。
然而，这种算法的缺点是在选择水印嵌入尺度时，需要牺牲水印的嵌入率以保证水印的安全性和鲁棒性。
四、小波域数字水印算法的应用小波域数字水印算法是一种基于小波变换的数字水印算法，其应用广泛。
小波域数字水印算法可以通过以下步骤实现：1. 使用小波变换对数字信号进行变换，并计算其小波系数；2. 利用小波系数嵌入水印；3. 通过小波反变换将带水印的小波系数转换为原始数据。
小波变换在图像水印嵌入与提取中的嵌入容量与水印可靠性评估研究
小波变换在图像水印嵌入与提取中的嵌入容量与水印可靠性评估研究引言：随着数字图像的广泛应用，保护图像的版权和信息安全问题变得尤为重要。
图像水印技术作为一种常用的信息隐藏方法，能够在图像中嵌入特定的信息，以实现版权保护和鉴别等功能。
而小波变换作为一种常用的信号处理方法，被广泛应用于图像水印的嵌入与提取过程中。
本文将探讨小波变换在图像水印嵌入与提取中的嵌入容量与水印可靠性评估的相关研究。
一、小波变换在图像水印嵌入中的嵌入容量研究小波变换是一种基于多尺度分析的信号处理方法，能够将信号分解成不同频率的子带。
在图像水印嵌入过程中，小波变换可以将水印信息嵌入到图像的不同频率子带中，以实现对水印信息的隐藏。
嵌入容量是指在不影响图像质量的前提下，能够嵌入到图像中的水印信息的最大数量。
研究表明，小波变换的选择对嵌入容量有着重要的影响。
不同类型的小波函数具有不同的频率响应特性，因此选择合适的小波基函数能够提高嵌入容量。
同时，小波变换的分解层数也会对嵌入容量产生影响。
分解层数越多，图像的频率细节就会被分解得越细，从而提高了嵌入容量。
然而，过高的分解层数也会导致图像质量的损失，因此需要在嵌入容量和图像质量之间进行权衡。
二、小波变换在图像水印提取中的水印可靠性评估研究水印可靠性评估是指在图像水印提取过程中，判断提取到的水印信息是否与原始嵌入的水印信息一致的能力。
小波变换在图像水印提取中起到了关键的作用，其选择和提取算法会直接影响水印的可靠性。
针对小波变换的选择，研究表明，不同的小波基函数对水印的可靠性有着不同的影响。
一些小波基函数具有较好的抗噪声性能，能够提高水印的可靠性。
同时，小波变换的分解层数也会影响水印的可靠性。
合适的分解层数可以提取到更多的水印信息，从而提高水印的可靠性。
然而，过高的分解层数也会增加噪声的干扰，降低水印的可靠性。
除了小波变换的选择，水印提取算法的设计也是影响水印可靠性的关键因素。
一些研究提出了基于小波变换的水印提取算法，通过对小波系数的处理，实现对水印信息的提取。
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。
基于小波变换的数字水印技术研究报告
. -泉州师学院毕业论文（设计）题目基于小波变换的数字水印技术研究物理与信息工程学院电子信息科学与技术专业07 级1班学生XX X志攀学号070303033指导教师陈木生职称讲师完成日期2011年4月10日教务处制基于小波变换的数字水印技术研究物理与信息工程学院电子信息科学与技术专业070303033 X志攀指导教师陈木生讲师【摘要】：随着网络与多媒体技术的发展，数字媒体作品的标识及保护问题越来越突出。
数字水印技术通过将水印信息嵌入原始数据中来证明数字作品的，是解决这个问题的一种有效方法。
本文提出一种基于小波变换的图像数字水印算法，通过将低频子图分块并量化其小波系数，实现水印的嵌入和提取，并对其进行抗噪声、JPEG压缩、旋转等实验。
对于旋转攻击，该算法结合了图像的归一化技术。
实验结果表明，该算法对常见图像处理和旋转都有较好的鲁棒性。
【关键词】：数字水印；小波变换；鲁棒性；量化；抗旋转目录第一章绪论31.1研究背景31.2研究现状31.3研究意义4第二章数字水印技术简介52.1数字水印的概念52.2数字水印的特点52.3数字水印的分类62.4数字水印系统62.5数字水印的性能评估7第三章小波变换理论83.1小波分析基础83.2小波变换简介93.2.1 离散小波变换93.2.2 小波域数字水印的优点9第四章本文数字水印技术的实现104.1水印的嵌入和提取104.1.1 水印的嵌入过程104.1.2 水印的提取过程114.1.3 实验结果124.2抗攻击实验124.2.1 抗噪声实验124.2.2 抗JPEG压缩实验134.2.3 滤波实验144.2.4 抗剪切实验154.2.5 抗旋转实验16第五章结论17参考文献18致18英文翻译19第一章绪论1.1 研究背景随着网络和多媒体技术的发展, 数字媒体逐渐被广泛应用，各种形式的多媒体数字作品如图像、视频、音频等纷纷以网络的形式发表。
人们可以通过Internet 发布自己的多媒体作品和进行网络交易等，但随之而来的问题是：任何人都可以通过网络很轻易地获取他人的原始作品，特别是数字化的图像、音频、视频等，盗用者不仅可以通过非法手段得到电子数据，而且可以不经过作者的同意而对原始作品进行复制、修改、生产和再传输等，这些不法行为严重侵犯了作者的，对所有者造成了巨大的经济损失，对信息安全造成巨大的冲击[1]。
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。
基于小波变换的数字图像水印技术研究
基于小波变换的数字图像水印技术研究数字图像水印技术是一种在数字图像中嵌入特定信息的方法，目的是保护数字图像的版权以及确保其完整性。
在当前数字化信息时代，数字图像水印技术越来越受到关注，涉及到图像安全、隐私保护等方面。
本文将介绍基于小波变换的数字图像水印技术研究。
一、数字图像水印技术的概念数字图像水印技术是一种将特定信息嵌入原始图像中的方法。
在数字图像中嵌入水印旨在保证图像的版权、完整性以及对图像进行识别等，是数字图像处理领域发展的一个热门话题。
数字图像水印的基本原理是：将一段特定信息嵌入原始图像中，并在水印信息可恢复的前提下，对原始图像进行保护和认证。
在传统的数字图像水印技术中，采用的是人眼不易察觉的隐蔽性水印嵌入方法，但是这种方法容易被攻击者破解。
因此，近年来，越来越多的研究者开始采用基于小波变换的数字图像水印技术。
二、小波变换概述小波变换是一种信号分析的方法，可以将信号在时域和频域上进行分析。
它利用滤波器对信号进行滤波和变换，将原始信号分解成低频和高频分量。
小波变换的基本特点是变换后的信号既有时域信息，也有频域信息。
小波变换在数字图像处理中应用广泛，它可以通过分解和重构图像，实现图像的多维表达。
同时，小波变换还可以通过一系列小波变换，再利用逆小波变换，实现数据的压缩、去噪和图像增强等功能。
三、基于小波变换的数字图像水印技术原理基于小波变换的数字图像水印技术可以分为两部分：嵌入和提取。
嵌入阶段，首先对原始图像进行小波变换，分解成低频分量和高频分量。
然后，将水印信息以与高频分量相同的形式嵌入到高频分量中，以保证水印的鲁棒性。
最后，进行逆小波变换，生成嵌入了水印信息的新图像。
提取阶段，可以采用同样的方式对提取的图像进行小波变换，得到高频分量。
再将高频分量与原始的高频分量进行对比分析，提取出嵌入的水印信息。
基于小波变换的数字图像水印技术具有以下优点：（1）水印的鲁棒性好。
由于嵌入的水印信息采用了与高频分量相同的形式，因此可以对攻击者进行有效的反抵抗。
基于小波变换的数字图像水印技术研究的开题报告
基于小波变换的数字图像水印技术研究的开题报告一、研究背景和意义数字图像水印技术是一种比较有效的信息隐藏方法，可以对图像进行安全保护及版权保护。
其中，小波变换水印技术是将水印嵌入到小波域中，其优点在于抗攻击性强，对原始图像的影响较小。
因此，在数字图像水印技术的研究中，小波变换水印技术得到了广泛的应用。
目前，数字图像的水印技术已经被广泛地应用到电子商务、数字版权保护和数据安全传输等领域。
随着网络技术和数字技术的快速发展，数字图像的水印技术也在不断的进步和发展。
二、研究内容和方法本文主要研究基于小波变换的数字图像水印技术，具体研究内容包括以下几个方面：1. 研究数字图像水印技术的基本原理和方法，掌握数字图像水印技术的基本概念和理论基础。
2. 研究小波分析原理和小波变换的基本概念及应用，掌握小波分析的基本原理和小波变换算法的实现方法。
3. 研究小波域的图像水印技术，设计基于小波域的数字图像水印算法。
4. 实现数字图像水印算法，并进行实验验证，分析算法的性能和应用效果。
研究方法主要采用文献综述和实验验证相结合的方法。
通过对相关文献的综述，深入了解数字图像水印技术和小波变换的基本原理，设计基于小波变换的数字图像水印算法，并进行实验测试和分析。
三、研究预期成果通过本研究，预期实现以下几个方面的成果：1. 掌握数字图像水印技术和小波变换的基本原理和实现方法。
2. 设计基于小波域的数字图像水印算法，实现比较高的鲁棒性和隐蔽性。
3. 在实验验证中，分析算法的性能和应用效果，提出改进方案和优化措施。
4. 为数字图像水印技术的应用提供新的思路和方向。
四、论文结构本文的结构安排如下：第一章：绪论介绍数字图像水印技术的研究背景和意义，阐述研究内容和方法，明确预期成果，以及论文结构的安排。
第二章：数字图像水印技术的基本原理和方法介绍数字图像水印技术的基本原理和方法，包括数字图像水印技术的定义、分类、嵌入过程和提取过程等方面。
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。
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目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1数字水印的背景和研究意义 (1)1.2数字水印的研究方向和现状 (2)1.3本文的主要工作 (3)第二章数字水印技术研究 (4)2.1数字水印的研究背景 (4)2.2数字水印的分类 (4)2.3 数字水印的特性 (5)2.4数字水印的检测与技术 (7)2.5数字水印典型算法 (7)2.5.1时空域水印算法 (7)2.5.2变换域水印算法 (8)2.5.3压缩域水印算法 (8)2.6数字水印的攻击技术 (9)第三章DWT数字水印算法与变换 (10)3.1离散小波变换原理 (10)3.2二维离散小波快速算法 (11)3.3离散图像的二维正交小波分析 (11)3.4水印的嵌入和提取 (14)3.5仿真实验 (14)3.5.1嵌入和提取水印 (14)3.5.2压缩攻击（JEPG） (15)3.5.3噪声攻击（高斯） (16)3.6实验结果分析 (16)第四章总结与展望 (17)4.1本文总结 (17)4.2展望 (17)参考文献(References) (18)致谢 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。
附录 (19)第一章绪论1.1数字水印的背景和研究意义随着数字通信技术和计算机网络技术的飞速发展，信息的传播和获取变的非常便捷。
但随之出现的问题也变的十分严重，如作品侵权更加容易，篡改也变的更加方便。
如何在网络环境中实施有效的版权保护和信息安全手段，已成为国际学术界，企业界以及政府有关部门的广泛关注。
数字水印通过在多媒体内容中嵌入某些标志性信息-水印来证明版权归属或跟踪侵权行为，被视为数字保护的最后一道屏障，具有重要的研究意义。
当前的信息安全技术大多是以密码学(Cryptography)理论为基础，无论是传统的密钥系统还是公钥系统，其保护方式都是通过控制文件的读取来实现，即对机密信息(明文)进行特殊的编码，形成不可识别的密码形式(密文)，使非法用户不能解读。
加密的根本目的是要保护信息内容的安全，防止非法访问敏感信息，但这种方法具有一定的局限性，因为仅靠密码技术完成多媒体数据的加密、认证和保护是远远不够的。
随着计算机处理能力的快速提高，通过不断增加密钥长度来提高系统密级的方法变得越来越不可靠。
加密只能保证数据在加密状态下是安全的，数据一旦解密，就完全失去了保护。
加密一方面妨碍了多媒体信息的传播，另一方面加密后的信息容易引起攻击者的好奇和注意，并且有被破解的可能。
因此，要保护和控制网络上信息的安全，不能单纯依赖于密码的安全机制，而是需要研究新的方法来克服密码技术的不足，即加密内容被解密后无法控制的问题。
信息隐藏(Information Hiding)的基本思想源于古希腊的蜡版藏书，从中国古代的藏头诗、中世纪欧洲的栅格系统，到德国间谍的密写术等，其应用层出不穷。
现代数字化技术的发展为古老的信息隐藏注入了新的活力，提供了更加广阔的发展领域，也带来了新的机会。
与密码技术不同的是，信息隐藏从信息安全的角度出发，将重要的信息隐藏于其他信息中以掩饰其存在。
通过公开信息的传输来递送机密信息，目的是使隐藏的信息不泄露，也就是将信息由加密时的“不可读”变为“不可见”。
其道理如同生物学上的保护色，巧妙地将自己隐藏在环境中，免于被天敌发现而遭受攻击，这一点是传统加密系统所欠缺的，也是信息隐藏的基本思想。
对加密通信而言，可能的监测者或非法拦截者可以截取密文并进行破译，或将密文破坏后再发送，从而影响机密信息的安全。
但对信息隐藏而言，可能的攻击者很难从公开信息中判断是否存在机密信息，更难截获机密信息，从而能保证秘密信息的安全。
信息隐藏的应用领域主要有隐蔽信道、隐写术、匿名标记和版权标记技术。
(1)隐蔽信道(Covert Channel)：隐蔽信道是一种通信信道，它存在于计算机系统中，其特点是信息的传送方式违背了系统的安全原则，从而成为一个隐蔽的信息传输通道。
(2)隐写术(Steganography)：隐写术来自于希腊词根，字面的意思是“密写”，它通常被解释为把信息隐藏于其他信息当中。
(3)匿名技术(Anonymity)：匿名技术是指不暴露身份和个人特征的一种技术，该技术主要应用于网络环境下保护通信双方的身份。
(4)版权标记(Copyright Marking)：版权标记是向数字作品中嵌入可以鉴别的版权标记信息，该技术是进行数字作品版权保护的一种有效技术。
根据标记内容和所采用技术的不同，可以将版权标记技术分为数字水印技术和数字指纹技术。
与钞票水印相类似，数字水印技术是将特定的标记，利用数字内嵌的方法嵌入到数字图像、音频、视频、文档等数字产品中，用以证明创作者对其作品的所有权，并作为鉴定、起诉非法侵权的证据，同时通过对水印的探测和分析保证数字信息的完整可靠性，从而成为知识产权和数字多媒体防伪的有效手段。
数字指纹技术是为避免未经授权的拷贝和发行，出品人可以将不同用户的ID或系列号作为不同的指纹嵌入作品的合法拷贝。
一旦发现未经授权的拷贝，可以从此拷贝中恢复指纹来确定它的来源。
数字水印最早出现的水印大约是1282年意大利的纸水印，在造纸时使用加细线的模板，使得制造出来的纸张在细线处稍薄一些，通过透光能力的差异就可以显示水印图像。
将水印应用到数字作品始于20世纪90年代初期，最早关注数字图像水印的是Tanaka等人，他们在1990年提出了在图像中加入秘密信息以确认图像所有权的思想，1993年Trikel等第一次明确地提出了“数字水印”[2]这一概念，并描述了利用数字水印实现版权保护的方法。
作为信息隐藏技术的一个重要应用，数字水印除了具备信息隐藏技术的一般特点外，还有着其固有的特点和研究方法。
一般来说，数字水印是利用人类感知器官HVS(Human Video System)和HAS(Human Audio System)的不敏感特性以及多媒体数据中存在的冗余，通过一定的算法将秘密信息隐藏到宿主信息中，且水印的添加不会影响原数据的内容和正常使用。
嵌入到多媒体数据中的信息可以是数字、序列号、文字、图像标志等，以起到版权保护、标识产品、秘密通信、验证归属权、鉴别数据真伪等作用。
与加密技术不同，数字水印技术并不能阻止盗版活动的发生，而是通过检测在数字载体中加入的独特记号，即从中提取水印以监视被保护数据的传播、鉴别数据的真伪、解决版权纠纷及为法庭提供证据等。
由于数字作品是在非加密状态下进行传递的，作为水印的信息通常是不可见(Invisible)或不可察觉(Imperceptible)的，但通过一些算法可以进行检测或提取。
作为标识所有者身份的有效手段，数字水印对信息所有者是确定的，但对信息的使用者而言是充分隐蔽的。
水印与原始载体（如图像、音频、视频数据、文本等）紧密结合并隐藏其中，既要保证水印信息的机密性，也要保证水印的完整性，即水印可经历一些不破坏原数据使用价值的操作而保存下来。
1.2数字水印的研究方向和现状我国学术界对数字水印技术的研究也方兴未艾，已经有相当一批有实力的科研机构投入到这一领域的研究中来，有的已经取得了重要研究成果。
信息隐藏及数字水印技术作为一个前沿研究领域，它与信息安全、信息隐藏、数据加密等均有密切的关系。
特别是在网络技术和应用迅速发展的今天，数字水印技术的研究更具现实意义。
在我国加入WTO的今天，应用数字水印技术中的印刷数字水印进行防伪具有十分重要的社会现实意义和经济意义。
目前国际国内基于印刷打印的防伪技术多种多样，常见的有物理水印防伪、激光全息防伪、使用防伪油墨、防伪纸张、电话电码防伪、电码纹理防伪等,但上述防伪技术科技含量低，技术手段简单，设备和原材料在市场上很容易购得，容易被破密、仿冒。
有的与其他防伪技术组合使用兼容性差，互相影响，使防伪效果大打折扣,企业采用上述防伪技术就需增加固定资产投资，增加生产的成本，更改其原有的生产工艺和流程，应用条件十分苛刻。
而数字水印技术为上述问题提供了一个有效的解决方案。
数字水印防伪技术具有安全可靠，易分辨、易识别、检测提取易操作，难以伪造，尤其是印刷数字水印，它适应性强,不需增加固定资产投资和使用特殊材料，无需改变印刷工艺流程，无需增加印刷成本，而且可以在普通打印机上直接生成、嵌入数字水印，现有的高分辨率数码相机和扫描仪、彩色复印机等均不能复制、拷贝，仅需通过专用软件处理就可将防伪信息嵌入到印刷品和打印文件中,其经济社会价值十分巨大。
数字水印防伪技术不能以其它任何的通用设备和通用技术生产出来，是独一无二的；数字水印防伪技术的图案特性，是以肉眼能轻易分辨出来，便于消费者识别；数字水印防伪技术不能重复使用；企业使用数字水印防伪技术后风险是零；消费者购买产品后不承担任何风险。
数字水印防伪技术的运用，必将整体提高防伪技术水平，降低防伪成本（含物质成本和心理成本），给消费者以方便、信任，满足消费欲望和需求。
1.3本文的主要工作小波变换具有良好的时频局部化特性，应用小波变换对图像进行编码和压缩已经取得了相当好的效果，不但有较高的压缩比，而且不会出现JPEG 压缩的方块效应和蚊式噪声，新一代静止图像压缩标准（JPEG2000）已经采用了小波变换。
小波变换符合HVS的某些特性（频率掩蔽特性），可以增强水印的隐蔽性。
Y.S.Kim提出了按比例将水印信息加权后分别嵌入到各频段，提高了水印的稳健性。
H.Inoue等人在此基础结合了零树结构，水印的嵌入与视觉特性的结合更好。
本文实现了一种小波域内结合扩频技术的水印算法。
水印算法的关键是稳健性，影响水印的稳健性因素有两个：嵌入对策和水印结构。
由于小波变换具有良好的时频局部化特性，本文研究了如何在离散小波域嵌入水印。
对于水印结构，扩频通信的隐蔽性和强大抗干扰能力正是数字水印所需要的，本文实现了把扩频通信的概念和方法引入数字水印系统中，将水印信号采用了伪随机序列进行调制，扩展成比信息带宽大得多的带宽信号，提高了数字水印的鲁棒性。
第二章数字水印技术研究2.1数字水印的研究背景近年来，随着数字通信技术、计算机网络技术、信息压缩编码技术和超大规模集成电路技术的发展，人类在多媒体通信领域中的研究与应用取得了巨大的进展。
特别是随着Internet 等各种信息网络的迅速发展，信息的传播和获取从来未有像今天这样快捷和方便。
另外，随着信息传输媒体的数字化进程，信息数据的存取与交换也变成了一个相对简单的过程。
人们可以借助扫描仪、数码相机和调制解调器等电子设备将数字信息传送到世界的各个角落，因而使电子图书馆、在线服务和电子商务等先进的多媒体服务有了十分广阔的前景。