第七章_数字水印技术-变换域算法

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(完整word版)数字水印

(完整word版)数字水印

摘要随着计算机通信技术的迅速发展,传播数字多媒体信息也越来越方便快捷,迅速兴起的互联网以电子印刷出版、电子广告、数字仓库和数字图书馆、网络视频和音频、电子商务等新的服务和运作方式为商业、科研、娱乐等带来了许多机会。

然而,随之而来的盗版和侵权行为也越来越猖獗,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.数字水印可以标识作者、所有者、发行者、使用者等并携带有版权保护信息和认证信息,保护数字产品的合法拷贝和传播.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.本文首先介绍了数字水印的背景、意义以及目前国内外的研究现状等基本问题,接着介绍了数字水印的基本特征、原理,随后介绍了数字水印的基本框架和数字水印的分类,为数字水印算法的提出、实现及测试提供了理论依据。

介绍了一种基于DCT的数字水印嵌入算法以及一种基于小波变换的数字水印嵌入算法,使用MATLAB设计了实验方案。

关键字:数字水印Matlab DCT 小波变换AbstractWith the rapid development of computer communication technology, the spreadof digital multimedia information more and more convenient, rapid rise of Internet publishing electronic printing,electronic advertising, digital storage and digital libraries, online video and audio, e-commerce and other new servicesmany opportunities for commercial,research,entertainment,and mode of operation。

第七章-数字水印技术-变换域算法

第七章-数字水印技术-变换域算法
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NEC算法描述 • 水印的产生
– 将1bit水印扩展成能量小的水印序列 – 产生一个长度为N的随机序列W作为水印信息
29
NEC算法描述
• 水印的嵌入 – 对图像数据进行二维DCT变换 – 寻找最大的N个DCT系数X用来携带水印信息 – 根据下式得到含水印的DCT系数S
• Si=Xi (1+αWi),其中W是水印, α是尺度因子,用于控制 水印的嵌入强度
4
NEC算法的原理 • 在DCT变换域嵌入水印 • 考查DCT变换域中什么位置适合嵌入水印?
5
DCT变换
• I=imread('lena.bmp'); • J=dct2(I);
256*256 灰度图像lena
6
变换域: DCT变换系数
• DC系数 • AC系数:低频系数、中频系数、高频系数
12
– 找到可能含有水印信息的N个DCT系数,根据下式 提取水印信息W'
• Wi ' =[(Yi-Xi) /Xi]α,其中Y是可能含有水印信息的n个DCT 系数
– 是一种信息传输方式,其信号所占有的频带带宽远 大于信息必需的最小带宽,以此来改善通信质量, 保持可靠通信
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NEC算法的原理 • 原始图像的频域看作通信信道,水印看作通过信道传
输的信号,利用扩频通信原理,将1bit水印分布在图 像的多个感知重要频域系数(DCT变换域的AC低频系 数)中,加在每个频域系数上的信号能量很小且不可 随意检测;水印检测时,需要知道水印的位置和内容, 将许多虚弱的信号集中起来得到水印。
12
修改低频AC系数对视觉的影响 • ACL′= ACL(1+50%)
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修改中频AC系数对视觉的影响 • ACM′= ACM(1+5%)

基于变换域的数字水印技术

基于变换域的数字水印技术

基于变换域的数字水印技术作者:玄宇牟歌李亚来源:《科技创新与应用》2014年第35期摘要:数字水印技术在所有权保护、认证、指纹、拷贝控制、访问控制和广播监控方面都有重要的应用。

空间域水印算法具有较好的抗几何失真能力,但是抗信号失真的能力较差。

因此,将研究方向锁定在变换域,通过比较、分析、总结现有算法中存在的问题,提出新的解决方案。

关键词:数字水印;余弦变换;小波变换;傅里叶变换;鲁棒性;不可见性当今计算机与网络技术发展迅速,数字作品传播和拷贝变得异常容易,同时使得数字作品的信息安全保护和版权保护难度越来越大,成为大家广为关注的问题。

数字水印技术是通过在原始数据中嵌入一些重要信息来达到信息安全保护和版权保护的作用。

基于变换域的数字水印技术通常采用类似于扩频图像的技术来隐藏水印信息。

这类技术一般基于常用的局部或是全局的图像变换。

这些变换包括:离散余弦变换(DCT)、离散小波变换(DWT)、傅氏变换(DFT)等。

本项目分别对各种算法进行验证,对水印系统中图像进行质量评价。

1 首先研究基于DCT的数字水印处理技术首先将整幅图像分成块,对每一块分别进行DCT计算,在每一块中选取合适频段的系数,将水印信息分散嵌入到每一块所选取的DCT系数中。

这种方法称为分块DCT。

通常块的大小采用g*g像素点。

由于后者是JPEG压缩标准中采用的方法,而且分块DCT计算速度要比全局DCT计算速度快得多,因此目前DCT域的水印方法大多数是采用分块DCT方法。

设计进行了数字水印系统的性能测试。

即抗压缩性能(JPEG压缩)、抗滤波性能、抗噪声性能、抗剪切性能、抗旋转性能等。

在数字水印系统的性能测试中,提取的水印信息较容易辨别,主观视觉效果证实了该算法实现了水印的不可见性。

对图像进行JPEG压缩——加噪声——进行滤波——剪切——旋转后,仍能够提取出水印,说明这种算法充分满足了水印的不可见性和鲁棒性。

研究了用matlab实现图像数字水印系统界面。

不同变换域水印算法

不同变换域水印算法

不同变换域水印算法随着数字技术的快速发展,我们已经进入了一个数字化时代。

在这个数字化时代中,不同变换域水印算法变得越来越重要。

为什么呢?因为数字技术让我们轻松地复制、编辑、传输、共享数据,使得版权问题变得越来越棘手。

因此,数字水印技术以及不同变换域水印算法应运而生了。

首先,什么是数字水印技术?数字水印技术就是在数字媒体中加入难以察觉的信息。

例如,我们可以在数字图片中加入数字水印,以保护版权和真实性。

数字水印算法的种类繁多,其中包括不同变换域水印算法。

接下来,我们来谈谈不同变换域水印算法。

所谓变换域水印,就是在不同的Transform域中添加水印。

它是一种比空域算法更加强大的技术。

因为采用变换域技术,可以在不破坏图像质量的情况下,实现更好的鲁棒性和不可感知性。

不同的变换域水印算法有多种类型,具体介绍如下:1. 傅里叶变换域水印算法:这种算法将图像转换成傅里叶变换域,以实现水印嵌入及提取。

傅里叶变换水印算法是最常见和基本的一种算法。

2. 离散余弦变换域水印算法:这种算法将图像转换成离散余弦变换域,以实现水印嵌入及提取。

离散余弦变换是另一种常见的变换域,比傅里叶变换更易于计算。

3. 离散小波变换域水印算法:这种算法将图像转换成离散小波变换域,以实现水印嵌入及提取。

离散小波变换是一种多分辨率分析技术,能够捕捉到图像的局部细节。

4. 奇异值分解变换域水印算法:这种算法将图像转换成奇异值分解变换域,以实现水印嵌入及提取。

奇异值分解是一种常见的矩阵分解方法,常用于图像压缩和加密等应用中。

总之,不同变换域水印算法已经成为了数字水印技术中不可或缺的一部分。

这些算法只是数字水印技术的冰山一角,还有许多其他有趣且有用的技术等着我们去发掘。

基于变换域的数字水印算法【文献综述】

基于变换域的数字水印算法【文献综述】

毕业设计文献综述电子信息科学与技术基于变换域的数字水印算法摘要:数字水印提出的主要目的是为了对数字作品的版权保护。

本文介绍了数字水印的背景以及阐述了数字水印技术的基本原理。

数字水印主要分为空间域和频域两大类,这里主要分析了目前在频域中比较流行的水印算法。

同时,对数字水印发展进行展望。

关键字:数字水印;版权保护;水印算法;频域;1.背景随着Internet的迅猛发展,通信技术和计算机网络的普遍运用,使人们可以通过互联网收发信息、上传数字图象、听音乐等等。

然而,也正是因为网络的这种便捷性、传播迅速的优点使其很容易被非法拷贝,导致数字产品的版权、完整性、有效性得不到保证,严重损害了创作者的利益。

为了解决上述各类问题,提出了数字水印技术[1]。

它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。

目前,数字水印在音频、视频、图像等的应用迅速得到广泛的研究和发展。

数字水印技术的研究现状主要分为两大类:空间域数字水印和频域数字水印。

最初提出的数字水印嵌入方法是在空间域上实现的。

1995年,Btuyndoncky等提出了一个基于空域分块的方法,通过改变均值来嵌入水印。

1996年,Patchwork等人提出了一种算法(Patchwork算法),该算法随机选取图像的N对像素点,通过增加其中一个点的亮度值而相应降低另一个点的亮度来隐藏信息。

1998年,Darmstaedter等人提出了一种新的空域水印算法,该算法是基于图像的8×8块的空间域分解进行的。

频域数字水印按频域法大体分为三类:DFT域、DCT域和DWT域[2-3-4]。

Pun和Ruanaidh利用傅立叶域对全局性的旋转,平移和缩放变换具有不变性的特点,将水印嵌入到傅立叶域来达到对这些攻击的鲁棒性。

1999年,Wu和Hsu等人提出了基于可视化模型的算法,该算法具有很强的鲁棒性。

2000年,易开样、黄继武等人还提出了一种DCT域数字水印算法:首先把图像分成8×8的不重叠像素块,经过分块DCT变换后,得到有DCT系数组成的频率块,然后随机选取一些频率块,水印信号嵌入到由密钥控制选择的一些DCT系数中。

数字水印算法介绍

数字水印算法介绍

数字⽔印算法介绍数字⽔印算法列举湖南科技⼤学计算机科学与⼯程学院①基于LSB 的数字⽔印⽅案(空间域、不可逆、不可见和盲检测)嵌⼊步骤:(1)先把⽔印信息转化为⼆进制⽐特流I。

(2)根据I的长度⽣成密钥K,并且严格保存。

密钥K是对图像载体像素位置的⼀个映射。

(3)把I中的每⼀位依次根据密钥K,置换掉原始载体图像中相应位置的像素最后⼀位。

提取步骤:(1)根据严格保存的密钥K遍历嵌⼊了⽔印的图像中的相应像素,提取出最后⼀位。

(2)将提取出来的每⼀位重新组合成⽔印信息。

②基于差分扩展的数字⽔印⽅案(变换域、可逆、不可见和盲检测)嵌⼊步骤:(1)将图像M分成像素点对(x,y),将⽔印信息转化为⼆进制⽐特流,⽐特流的每⼀位⽤m 表⽰。

(2)根据⽔印信息⽐特流的长度随机⽣成信息的嵌⼊位置k作为密钥信息严格保存。

(3)对图像M计算均值l和差值h:-=+=yx h y x floor l 2((floor表⽰向下取整)(4)将⽔印⽐特信息m以差值扩展的⽅法嵌⼊到差值h中:mh h +?='2(5)将得到的h '代⼊(3)中,得到新的图像像素对,形成嵌⼊秘密信息后的图像C。

提取步骤:(1)将图像C分成像素点对(x,y),读⼊密钥信息K。

(2)将图像C依旧按照嵌⼊步骤中的(3)式计算均值l和差值h。

(3)根据密钥k找到相应位置,提取差值h的最后⼀位⽐特信息m,再将差值h进⾏变换得到1>>='h h 。

(4)将提取到的⽐特信息m进⾏组合可以恢复⽔印信息,将得到的h '代⼊嵌⼊步骤的(3)中计算新的图像像素对可以恢复原始图像载体M。

③基于直⽅图修改的数字⽔印算法(空间域、可逆、不可见和盲检测)嵌⼊步骤:(1)找到直⽅图的零点z和峰值点p,将z v p <<的像素值v⾃加1。

(2)漂移后的直⽅图v=p处即为嵌⼊⽔印的位置,将⽔印信息转化为⼆进制流并记为k,按顺序嵌⼊,即k v v +=';(3)得到的由像素值v '组成的图像就是嵌⼊秘密信息后的图像。

数字水印技术:原理、算法与应用研究

数字水印技术:原理、算法与应用研究

数字水印技术:原理、算法与应用研究第一章引言1.1 研究背景数字水印技术是一种将特定信息嵌入到数字媒体中的技术,它可以用于版权保护、内容认证、数据追踪等方面。

随着数字媒体的广泛应用,数字水印技术也得到了越来越多的关注和研究。

1.2 研究目的本文旨在介绍数字水印技术的原理、算法和应用研究,帮助读者了解数字水印技术的基本概念和工作原理,并探讨数字水印技术在各个领域中的应用。

第二章数字水印技术的原理2.1 数字水印的定义数字水印是指将特定信息嵌入到数字媒体中,并且这种嵌入是不可察觉的。

数字水印可以分为可见水印和不可见水印两种类型。

2.2 数字水印的分类根据嵌入的信息类型,数字水印可以分为同步水印和异步水印。

同步水印是将特定信息嵌入到数字媒体的某个特定位置,而异步水印是通过算法将特定信息嵌入到数字媒体中。

2.3 数字水印的嵌入与提取过程数字水印的嵌入过程包括特定信息的选择、特定信息的嵌入和嵌入位置的选择等步骤。

数字水印的提取过程包括水印的检测和水印的提取两个步骤。

第三章数字水印技术的算法3.1 空域水印算法空域水印算法是将数字水印直接嵌入到像素值中的算法。

常用的空域水印算法有LSB算法、块迭代算法等。

3.2 变换域水印算法变换域水印算法是在数字媒体的变换域中嵌入水印的算法。

常用的变换域水印算法有DCT算法、小波变换算法等。

3.3 混合域水印算法混合域水印算法是将空域水印和变换域水印结合起来的算法。

常用的混合域水印算法有伪随机数算法、混合素数算法等。

第四章数字水印技术的应用研究4.1 版权保护数字水印技术可以用于版权保护,可以嵌入版权信息到数字媒体中,以防止盗版和非法传播。

4.2 内容认证数字水印技术可以用于内容认证,可以验证数字媒体的完整性和真实性,以防止内容被篡改和伪造。

4.3 数据追踪数字水印技术可以用于数据追踪,可以追踪数字媒体的传播路径和使用情况,以提供数据分析和监控。

第五章数字水印技术的挑战与展望5.1 水印容量和可靠性数字水印技术在提高水印容量的同时,也需要保证水印的可靠性,即水印在传输过程中不受损失和篡改。

数字水印技术-变换域算法

数字水印技术-变换域算法
02
数字水印与原始媒体数据紧密结 合,不易被察觉,同时可以在需 要时提取出来。
数字水印技术的应用场景
版权保护
通过数字水印技术,可以在数字 媒体中嵌入版权信息,以防止未 经授权的复制和传播。
内容认证
数字水印可以用于验证数字媒体 的完整性和真实性,以防止篡改 和伪造。
多媒体内容隐藏信

在数字媒体中隐藏一些不易察觉 的信息,如时间戳、标识等,以 实现一些特殊的应用需求。
VS
DWT将图像分解成不同尺度的小波 系数,每个尺度上的系数都对应于不 同的频率范围。基于DWT的数字水 印算法可以在不同尺度上嵌入水印信 息,以实现多分辨率的水印。提取和 检测水印时,需要利用小波逆变换将 图像重构到原始尺度。
基于FFT的提取与检测算法
基于快速傅里叶变换(FFT)的数字水印算法利用傅里叶变换的频域分析能力,能够实现高效的图像处理和信号处理。
优点
鲁棒性
变换域算法在数字水印技术中具有较好的鲁棒性,可以在经过多种 信号处理操作后仍能检测和提取出水印信息。
隐蔽性
通过在变换域内嵌入水印信息,可以有效地隐藏水印,使其不易被 察觉。
安全性
变换域算法可以利用加密技术对水印信息进行保护,提高水印的安 全性。
缺点
01
02
03
计算复杂度
变换域算法通常需要较大 的计算量和存储空间,这 可能会影响水印的实时处 理和嵌入速度。
傅里叶变换(FFT)
要点一
总结词
傅里叶变换是一种经典的信号处理技术,用于将信号从时 间域转换到频率域。
要点二
详细描述
傅里叶变换将图像的像素值表示为一系列复数系数的和, 这些系数表示图像在不同频率下的强度和相位信息。通过 修改这些系数,可以在不显著改变图像质量的情况下,嵌 入和提取水印信息。然而,傅里叶变换在处理图像时存在 一些局限性,例如无法处理局部区域的信息,因此在实际 应用中不如离散余弦变换和小波变换常用。

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1.数字水印技术的概述 (2)1.1数字水印的概述 (2)1.2数字水印的典型算法 (3)2.可实现数字水印技术的实用工具——Matlab (4)2.1概述 (4)2.2算法中常用的Matlab函数介绍 (5)3.离散余弦变换(DCT)算法及水印实现 (6)3.1DCT变换公式 (6)3.2二维DCT的性质 (7)3.3DCT变换水印的实现 (8)3.4离散余弦变换水印提取算法 (10)4.数字水印的性能评估和攻击 (14)4.1数字水印的性能评估和基准 (14)4.2图像水印的攻击 (16)4.3DCT算法水印实现的攻击实验 (16)5.总结 (19)1.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。

数字水印按特性划分分为鲁棒数字水印和脆弱数字水印;按水印所附载的媒体划分分为图像水印、音频水印、视频水印、文本水印以及用于三维网格模型的网格水印等;按检测过程划分分为明文水印和盲水印;按内容划分分为有意义水印和无意义水印;按用途划分分为票据防伪水印、版权保护水印、篡改提示水印和隐蔽标识水印;按水印隐藏的位置划分分为时(空)域数字水印、频域数字水印、时/频域数字水印和时间/尺度域数字水印。

WX基于变换域的数字水印算法研究

WX基于变换域的数字水印算法研究

关键词:数字水印、DCT、DWT、脊波变换
VI
上海交通大学学位论文
RESEARCH ON THE ALGORITHM OF DIGITAL WATERMARK BASED ON TRANSFORMATION DOMAIN
ABSTRACT
With the rapid development of computer and network, the daily life and work of human beings are becoming digitalized and networked. A large number of private data are transformed in the Internet, and electrical commerce is more and more popular. All these challenge the traditional method of copyright protection and technology of data security. In this background, digital watermarking is developed gradually. Digital
VIII
上海交通大学学位论文
General speaking, each of the three kinds of algorithms has its advantage, the algorithms based on DCT and DWT are more robust against JPEG compression, but the algorithm based on Digital RT is more robust against noise attack.

基于混合变换域的数字水印算法

基于混合变换域的数字水印算法

基于混合变换域的数字水印算法吴征坤;韩政【摘要】提出了一种基于二维离散小波变换(DWT)和离散余弦变换(DCT)的混合变换域数字水印算法.通过小波变换得到载体图像的高频和低频系数,将低频系数作为一个子图像;再将二值水印图像置乱并编码,在子图像的离散余弦变换得到的系数中嵌入水印.该方法在水印检测和提取过程中都不需要原始图像.实验表明该方法水印隐藏性好,鲁棒性较好,抵抗放缩和局部攻击有很好的表现.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2006(029)017【总页数】3页(P32-34)【关键词】数字水印;离散小波变换(DWT);置乱;离散余弦变换(DCT)【作者】吴征坤;韩政【作者单位】西安通信学院,陕西,西安,710106;西安通信学院,陕西,西安,710106【正文语种】中文【中图分类】TP3091 引言随着网络和多媒体技术的快速发展,保护各种数字产品的所有权成为人们普遍重视的问题。

自1993年数字水印技术被正式提出以来,由于其在信息安全和经济上的重要地位,发展极为迅速。

数字水印技术[1,2]是信息隐藏技术领域的一个重要分支,利用数字嵌入的方法隐藏信息在各种数字产品中,用以鉴定其所有权。

现已成为知识产权保护和数字多媒体防伪的重要手段。

本文提出了一种混合变换域的数字水印算法:将二维离散小波变换和离散余弦变换相结合,通过重新构造两种变换域的系数的方法,达到嵌入水印的目的。

同时对水印图像的加密操作也进行了改进。

2 数字水印的嵌入2.1 提取嵌入水印的子图像这里采用离散小波变换的方法。

通过一次小波变换可以得到一幅图像的高频信息,多次变换后就能够得到该图像的中、低、高频信息。

高频信息很容易丢失,当图像受到压缩、滤波等攻击时,高频信息就会首先丢失。

所以这里使用的是小波变换后,中频或者低频系数组成的子图像进行水印的嵌入操作。

2.1.1 离散小波变换[3,4]这里使用db6小波基进行了2次小波变换。

使用时根据需要嵌入的二值水印图像的大小,再结合载体图像的大小,选择变换次数。

变换域数字图像水印算法探究

变换域数字图像水印算法探究

兰 州 商 学 院 学 报
20 年 第4 0 6 期
号的空间分辨率大于对色度信号的空间分辨率。图 叶变换( F )小波变换、 DT 、 分形变换及倒谱变换等。 像的边缘信息对视觉很 重要 , 特别是边缘的位置信 三、 字 图像水 印的空 间域算 法 数 息。人眼容易感觉到边缘 的位置变化 , 而对于边缘 LB是 一 种 空 间 域 数 据 隐 藏 方 法 , i l S Tr e与 k 的灰度误差并不敏感。人眼的视觉掩盖效应是一种 Shae先后利用此方法将特定 的标记隐藏于数字 cydl 局部效应 , 受背景强度 、 纹理复杂性和信号频率的影 音频和数字图像原数据的最低几位 中。L B方法 的 S 响。具有不同局部 特性 的区域 , 在保证不被人眼察 优点是信息量大 、 印透 明性好 , 该方法极 为脆 水 但 觉的前提下 , 允许改变的信号强度不同 。 J 弱, 鲁棒性较差 , 无法经受有损或无损的信 息处理 。
变 换 域 数 字 图 像 水 印 算 法 探 究‘
● 曹 晓 军
( 兰州商学院 信息工程 学院, 甘肃 兰州 702 ) 30 0
摘 要 :随着数字水印技术的发展 , 数字图像水印算法便层 出不穷。本文首先将数字水印算法从实现的角度分
为空间域 算法和 变换域 算法两大类 , 然后对 变换 域的算法从 离 余 弦变换 ( C ) 离散傅 立 叶 变换 ( F ) 小波变 散 DT、 Dr、 换、 分形 变换及倒谱 变换等方 面检 索了相 关文献 , 对各种算 法进行 了尝试性 分析和探 讨 。
rn fr a d c p tu d ma a s m ta aom n e sr m o in t n f r . r o
Ke r s dg a gew t akn ; பைடு நூலகம் D T; WT: rca t nf ;cpt m ywod :i t i i l ma a r rig D T; P D e m Fat as r lr o m esu r

基于变换域的图像数字水印算法研究的开题报告

基于变换域的图像数字水印算法研究的开题报告

基于变换域的图像数字水印算法研究的开题报告一、选题背景和研究意义随着数字技术的发展和互联网的普及,数字图像的产生、传输和复制变得越来越方便,也容易被篡改和盗用,很难保证其真实性、完整性和版权。

为此,数字水印技术应运而生,数字水印是将一些与原始图像信息相联系的特定信息隐藏在图像或音频文件中,以便在必要时检验其真实性及版权归属。

数字水印已广泛应用于版权保护、数字签名、信息隐藏等领域。

近年来,基于变换域的图像数字水印算法受到了广泛关注。

变换域数字水印算法是指在变换域中对图像进行分析、处理和嵌入水印。

变换域技术包括离散余弦变换(DCT)、小波变换(WT)、快速傅里叶变换(FFT)等。

这些技术能够提高数字水印的鲁棒性,使其具有更好的适应性、不可见性和抗攻击性。

因此,本课题旨在研究基于变换域的图像数字水印算法,探索其原理、实现和应用,为数字水印技术的发展做出贡献。

二、研究内容和方法(一)研究内容1. 分析基于变换域的数字水印算法的原理和特点;2. 研究数字水印图像的嵌入和提取算法;3. 分析数字水印算法的鲁棒性和不可见性;4. 探索数字水印算法的抗攻击性和检测方法。

(二)研究方法1. 对变换域数字水印算法进行文献综述和理论研究;2. 编写数字水印嵌入和提取的算法程序,并对不同图像进行实验验证;3. 对数字水印算法进行性能测试,并比较不同算法的优缺点;4. 对数字水印算法的鲁棒性和不可见性进行实验分析;5. 对数字水印算法的抗攻击性和检测方法进行探索和测试。

三、预期成果和论文结构(一)预期成果1. 实现变换域数字水印的嵌入和提取算法;2. 分析数字水印算法的鲁棒性和不可见性,并进行性能测试;3. 探索数字水印算法的抗攻击性和检测方法,并进行实验测试;4. 提出数字水印算法的优化方法,提高其鲁棒性和不可见性。

(二)论文结构1. 绪论2. 数字水印技术基础3. 变换域数字水印算法理论分析4. 数字水印算法实现与实验验证5. 数字水印算法性能分析与比较6. 数字水印算法的优化方法7. 结论与展望四、进度安排(一)第一学期1. 查阅相关文献,掌握数字水印技术的基础知识和应用领域;2. 学习变换域数字水印算法的理论知识和嵌入、提取方法;3. 编写数字水印嵌入和提取算法的程序,并对测试图像进行实验验证;4. 分析数字水印算法的性能和安全性。

DCT水印算法

DCT水印算法

DCT水印算法一.变换域算法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的技术来隐藏数字水印信息。

这类技术一般基于常用的图像变换,基于局部或是全部的变换,这些变换包括离散余弦变换(DCT)、小波变换(WT)、傅氏变换(FT或FFT)以及哈达马变换(Hadamard transform)等等。

DCT变换域数字水印是目前研究最多的一种数字水印,它具有鲁棒性强、隐蔽性好的特点。

其主要思想是在图像的DCT变换域上选择中低频系数叠加水印信息。

之所以选择中、低频系数,是因为人眼的感觉主要集中在这一频段,攻击者在破坏水印的过程中,不可避免地会引起图像质量的严重下降,一般的图像处理过程也不会改变这部分数据。

由于JPEG、MPEG等压缩算法的核心是在DCT变换域上进行数据量化,所以通过巧妙地整合水印过程与量化过程,就可以使水印抵御有损压缩。

此外,DCT变换域系数的统计分布有比较好的数学模型,可以从理论上估计水印的信息量。

DCT变换域算法是这一类算法的总称,在它下面的具体的算法会有一些不同。

下面介绍一种基于模运算的数字水印算法。

该方法将水印作为二值图像(每一像元只有两种可能的数值或者灰度等级状态的图像)进行处理,依据图像在进行DCT变换后系数的统计来选取适当的阈值,通过模处理加入水印。

此算法的特点是在水印检测时不需要原始图像。

DCT水印算法的基本思想是先将原始图像分成8×8的子块,并分别对每一子块进行离散余弦变换,转换为64位DCT系数。

根据一定原理选取待嵌入的DCT变换系数的位置,再利用一些运算进行水印信息的嵌入,然后将嵌入水印信息的DCT系数的子块进行逆DCT 变换,最后合成为嵌入水印图像。

提取算法与嵌入算法相似,且不需要原始图像。

DCT水印算法的主要优点是它被应用于整个图像,因此对于图像的改变也遍布于整个图像,这使得它难以被发现。

在另一方面,当图像并不是完全准确的力量2(power of 2)。

变换域数字图像水印算法研究的开题报告

变换域数字图像水印算法研究的开题报告

变换域数字图像水印算法研究的开题报告1. 研究背景和意义随着互联网和数字化技术的不断发展,数字图像成为了人们传播信息的主要媒介。

在数字图像的传输和存储过程中,往往存在着各种风险和威胁,例如图像盗用、篡改、传播等等。

为了保护数字图像的安全性和完整性,数字水印技术应运而生。

数字水印技术是将一些隐藏的信息嵌入到数字图像中,然后通过相关的水印算法进行检测和提取。

在数字水印技术中,变换域水印算法以其抗攻击性强、容量大、不易被发现等优势逐渐成为了数字水印技术的主要研究方向之一。

因此,本文拟对变换域数字图像水印算法进行研究和探讨,旨在探索出一种更加优秀、有效的变换域数字图像水印算法,以提高数字图像的安全性和完整性,为数字图像的传播和应用提供更加可靠的保障。

2. 研究内容和方法(1)研究内容本文拟对变换域数字图像水印算法进行研究,主要包括以下几个方面:①对数字水印技术的研究回顾,梳理数字水印技术的发展历程和研究现状;②对变换域数字水印算法的原理进行深入分析,探讨其实现过程和优劣势;③提出一种基于变换域的数字图像水印算法,并对其进行模拟和分析,评估其性能和可行性;④对比分析提出的算法和其他变换域水印算法,探究其特点和适用场景。

(2)研究方法本文采用文献综述、理论分析和实验模拟相结合的方法,对变换域数字图像水印算法进行研究和探讨。

具体方法如下:①查阅数字水印相关的文献和资料,了解数字水印技术的发展历程和研究现状;②对变换域数字水印算法的原理进行深入分析,探讨其实现过程和优劣势;③根据变换域数字水印算法的原理和特点,提出一种基于变换域的数字图像水印算法,并使用MATLAB等软件进行模拟和分析,评估其性能和可行性;④对比分析提出的算法和其他变换域水印算法,探究其特点和适用场景。

3. 预期研究成果和实际应用价值(1)预期研究成果本文拟通过对变换域数字图像水印算法的研究和探讨,提出一种更加优秀、有效的数字图像水印算法,该算法具有以下特点:①抗攻击性强:在图像处理、压缩、旋转等情况下能保证水印可靠性;②容量大:能够在数字图像中嵌入较大数量的信息;③不易被发现:水印能够和数字图像完美融合,不影响图像的观感和质量。

数字水印分类及应用

数字水印分类及应用

数字水印分类及应用摘要:1.数字水印特性及分类2.数字水印算法及应用一、序随着信息时代的到来,特别是Internet的普及,信息的安全保护问题日益突出。

当前的信息安全技术基本上都以密码学理论为基础,无论是采用传统的密钥系统还是公钥系统,其保护方式都是控制文件的存取,即将文件加密成密文,使非法用户不能解读。

但随着计算机处理能力的快速提高,这种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安全。

另一方面,多媒体技术已被广泛应用,需要进行加密、认证和版权保护的声像数据也越来越多。

数字化的声像数据从本质上说就是数字信号,如果对这类数据也采用密码加密方式,则其本身的信号属性就被忽略了。

最近几年,许多研究人员放弃了传统密码学的技术路线,尝试用各种信号处理方法对声像数据进行隐藏加密,并将该技术用于制作多媒体的“数字水印”。

二、数字水印数字水印(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。

嵌入数字作品中的信息必须具有以下基本特性才能称为数字水印:1.隐蔽性: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。

在数字水印技术中,水印的数据量和鲁棒性构成了一对基本矛盾。

从主观上讲,理想的水印算法应该既能隐藏大量数据,又可以抗各种信道噪声和信号变形。

然而在实际中,这两个指标往往不能同时实现,不过这并不会影响数字水印技术的应用,因为实际应用一般只偏重其中的一个方面。

图像处理中的数字水印算法综述

图像处理中的数字水印算法综述

图像处理中的数字水印算法综述数字水印是一种通过在数字媒体中嵌入特定信息进行认证、保护和传播的技术。

在图像处理领域,数字水印算法广泛应用于版权保护、信息隐藏、内容认证以及图像溯源等方面。

本文将综述图像处理中的数字水印算法及其应用,并重点介绍几种常用的数字水印算法。

一、数字水印的概念与分类数字水印是在数字媒体中嵌入的一段特定的信息,不可感知地存储于原始图像中。

数字水印按照水印的类型可以分为可见水印和不可见水印。

可见水印是在原始图像中直观可见的标识,常用于版权保护和身份认证。

而不可见水印则是在原始图像中隐藏的隐蔽信息,常用于图像溯源与内容认证。

二、数字水印算法的综述1. 空域水印算法空域水印算法是将水印嵌入到原始图像的像素值中。

其中,最简单的一种方法是最低有效位(LSB)算法,它将水印信息嵌入到原始图像中的最低比特位中,对图像的质量影响较小。

此外,还有基于差值扩展和扩频技术的空域水印算法,能够提高水印嵌入的容量和鲁棒性。

2. 变换域水印算法变换域水印算法是将水印嵌入到原始图像的变换域中,如离散余弦变换(DCT)和离散小波变换(DWT)。

其中,基于DCT的数字水印算法通过选择合适的频域系数进行嵌入操作,提高了水印的鲁棒性和不可感知性。

基于DWT的数字水印算法则通过将水印嵌入到图像的高频细节中,提高了水印的抗压缩性能。

3. 频域水印算法频域水印算法是将水印嵌入到原始图像的频域中,如离散傅里叶变换(DFT)和离散小波变换(DWT)。

这些算法通过在频域对图像进行分析,选择合适的频域系数进行水印嵌入,以提高水印的鲁棒性和不可感知性。

4. 扩频水印算法扩频水印算法是一种基于码片序列的数字水印算法,其原理是将水印信息通过扩频技术嵌入到原始图像中。

这种算法具有较好的鲁棒性和抗攻击性能,常用于版权保护和内容认证。

三、数字水印算法的应用1. 版权保护数字水印技术提供了一种有效的版权保护手段。

通过将版权信息嵌入到数字媒体中,可以在未经授权的情况下追踪盗版行为,并为原始创作者提供法律保护。

基于变换域数字水印算法的研究的开题报告

基于变换域数字水印算法的研究的开题报告

基于变换域数字水印算法的研究的开题报告
研究题目:基于变换域数字水印算法的研究
研究背景和意义:
数字水印技术是一种在数字媒体中嵌入特定信息的技术,它具有不
可见性、抗攻击性、鲁棒性等特点,可以用于版权保护、数字版权管理、信息安全等领域。

变换域数字水印算法是数字水印算法中最常用的一种,它采用离散余弦变换、离散小波变换等变换方法,将水印信息嵌入到图像、音频等数字媒体中。

因此,基于变换域数字水印算法的研究对于数
字媒体的保护和管理具有重要意义。

研究内容和方法:
本研究将采用实验和理论相结合的方法,具体研究内容如下:
1. 分析和比较常用的变换域数字水印算法;
2. 探究数字媒体的特性,分析数字水印嵌入对数字媒体的影响;
3. 提出一种新的变换域数字水印算法,对其进行实验验证;
4. 对比新算法与已有算法在不同数字媒体中的性能表现。

研究计划:
时间节点任务
第一周详细了解变换域数字水印算法及其应用领域
第二周分析数字媒体的特点,探究数字水印嵌入对其的影响
第三周设计新的变换域数字水印算法
第四周实验验证新算法,并与已有算法进行对比分析
第五周详细撰写论文并提交开题答辩
预期成果:
本研究预计提出一种新的变换域数字水印算法,并通过实验验证证明其在不同数字媒体中的性能表现有所提升。

此外,还将对常用的变换域数字水印算法进行分析和比较,为数字媒体的保护和管理提供参考。

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NEC算法实现 %文件名:COX_Detect.m %函数功能:提取水印信号 %格式:Wd = COX_Detect (I, J, alpha, N) %参数说明: %I:原始图像矩阵 %J:待测图像矩阵 % alpha:水印强度 %N:嵌入水印长度 % Wd:提取水印
38
NEC算法:提取算法
function Wd = Cox_Detect (I, J, alpha, N) [m, n] = size(I); [x, y] = size(J); if ( (m~=x)|(n~=y)) error ('图像大小不一致'); end DCTI = dct2 (I); DCTJ = dct2 (J); index = FindNLargest (abs(DCTI), N); for i = 1:N Wd(i) = (DCTJ(index(1,i),index(2,i))/DCTI(index(1,i),index(2,i))1)/alpha; end
59 61 F 62 59 60 59 59 61 58 59 60 60 57 57 58 56
236.25 1.0592 D 1.25 IDCT变换 0.7093
DCT变换
4.5169 0.1768 0.4387 0.2803
修改高频AC系数对视觉的影响 • ACH′= ACH(1+25%)
修改高频AC系数对视觉的影响 • ACH′= ACH(1+50%)
NEC算法的原理 • 考查DCT变换域中什么位置适合嵌入水印? – 从水印不可见性考虑
• 将水印嵌入DCT变换域的AC高频系数
– 从水印鲁棒性考虑
• 将水印嵌入什么位置?
• Wi ' =[(Yi-Xi) /Xi]α,其中Y是可能含有水印信息的n个 DCT系数
NEC算法描述 • 水印的检测 – 通过下式计算原始水印W与提取水印W'之间的相似 程度sim(W,W')
W 'W sim(W ,W ' ) W W
– 然后将sim(W,W')与预先设定的阈值进行比较,判断 水印的存在与否。阈值可以通过实验的方法获得, 也可以通过一些统计和假设的方法获得
修改低频AC系数对视觉的影响 • ACL′= ACL(1+50%)
修改中频AC系数对视觉的影响 • ACM′= ACM(1+5%)
修改中频AC系数对视觉的影响 • ACM′= ACM(1+25%)
修改中频AC系数对视觉的影响 • ACM′= ACM(1+50%)
修改高频AC系数对视觉的影响 • ACH′= ACH(1+5%)

思考 • 水印算法如何设计才能提高嵌入容量?
改进思路 • 扩大水印嵌入容量 – 图像分块,DCT变换,每块嵌入至少一位水印
思考 • 水印算法如何设计才能在提取水印时不需要原始图像?
NEC算法:检测算法
W 'W sim(W ,W ' ) W W
function sim=Similar(x,y) [m,n]=size(x); %m=1,行向量;n=1,列向量 if(m~=1&n~=1) error('错误:x应为矢量'); end [a,b]=size(y); if(a~=1&b~=1) error('错误:y应为矢量'); end sim=sum(x(1:n).*y(1:b))/sum(y(1:b).*y(1:b));
NEC算法的原理 • 在DCT变换域嵌入水印 • 考查DCT变换域中什么位置适合嵌入水印?
DCT变换
• I=imread('lena.bmp'); • J=dct2(I);
256*256 灰度图像lena
变换域: DCT变换系数 • DC系数 • AC系数:低频系数、中频系数、高频系数
1 2 1 „ 256
提示 index = FindNLargest (A, N); %index寻找到的A中最大N个值的坐标, index(1,:),行坐标;index(2,:),列坐标
NEC算法:嵌入算法
function J = Cox_Embed (I, W, alpha, N) [m, n] = size(I); If (m*n<N) error ('载体图像太小'); end DCTI = dct2(I); index = FindNLargest (abs(DCTI), N); %index寻找到的DCT系数坐标,index(1,:),行坐标;index(2,:),列坐标 for i = 1:N DCTI(index(1,i),index(2,i))=DCTI(index(1,i),index(2,i))*(1+alpha* W(i)); end J = idct2(DCTI); J = abs(J); J = uint8(J);
NEC算法的原理 • 原始图像的频域看作通信信道,水印看作通过信道传 输的信号,利用扩频通信原理,将1bit水印分布在图 像的多个感知重要频域系数(DCT变换域的AC低频系 数)中,加在每个频域系数上的信号能量很小且不可 随意检测;水印检测时,需要知道水印的位置和内容, 将许多虚弱的信号集中起来得到水印。
16 19 24 29
15 0 D 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
压缩攻击对AC系数的影响 • 将水印嵌入“经量化后被保存的DCT变换域系数”可 以抵抗压缩攻击
NEC算法的原理 • 考查DCT变换域中什么位置适合嵌入水印? –像数据的损失?
压缩攻击对AC系数的影响
60 59 59 61 58 59 60 60 57 57 58 56
59 61 F 含水印图像: 62 59
236.25 1.0592 DCT变换 D 1.25 0.7093
mi
'
x ' ' (i , j ) x (i , j )

• x ' ' (i , j ) :待测图像的对应中频系数 • m ' :提取出的隐藏信息
i
方式二(嵌入、提取) • 在选出的中频系数中叠加秘密信息
x' (i, j ) x(i, j )(1 mi )
• 在约定的中频系数中提取信息
• x(i, j ) :DCT系数 • x' (i, j ) :隐藏后的DCT系数 • m :第 i 个秘密信息比特 i • :可调参数,控制嵌入强度

特点: 强度值选定后,不管所选定的DCT系数的大小,加上 的都是固定值。对较大系数的影响小,对较小系数的影响 大。
方式一(提取) • 在约定的中频系数中提取信息
• 将水印嵌入DCT变换域的AC高频系数
– 从水印鲁棒性考虑
• 将水印嵌入DCT变换域的DC系数或AC低频系数
NEC算法的原理 • 为了解决水印不可见性和鲁棒性的矛盾,COX等人通 过类比通信中的扩频技术,将水印信息嵌入到图像的 AC低频系数,产生了第一个基于扩频思想的数字水印 算法。
如何添加水印?
1.75 1.1713 2.25 0.8678
1.1056 0.7803 1.7125 0.1768
60 ~ 61 F 62 59
60 59 59 61
58 59 60 60
57 57 58 55
236.25 5.5169 0.0592 0.1768 D 1.25 0.4387 IDCT变换 0.7093 0.2803
– 进行二维逆DCT变换,并将像素灰度值进行截断使 其值位于[0,255]之间,从而得到含水印图像
复习
• NEC算法流程
水印嵌入DCT低频系 数 水印嵌入强度固定
Si=Xi (1+α Wi)
NEC算法描述 • 水印的提取 – 对接收到的可能含有水印的图像和原始图像做DCT 变换 – 找到可能含有水印信息的N个DCT系数,根据下式 提取水印信息W'
2 :
:
256
修改DC系数对视觉的影响 • DC′= DC(1+5%)
修改DC系数对视觉的影响 • DC′= DC(1+25%)
修改DC系数对视觉的影响 • DC′= DC(1+50%)
修改低频AC系数对视觉的影响 • ACL′= ACL(1+5%)
修改低频AC系数对视觉的影响 • ACL′= ACL(1+25%)
思考 • 水印算法如何设计才能平衡不可见性和鲁棒性?
改进思路 – 在中频部分嵌入水印 – 以一定的方式挑选一些中频系数,在这些中频系数中 叠加秘密信息
• 固定位置的中频系数 • 随机挑选中频系数
方式一(嵌入) • 在选出的中频系数中叠加秘密信息
x' (i, j) x(i, j) mi
4.5169 0.1768 0.4387 0.2803
1.75 1.1713 2.25 0.8678
1.1056 0.7803 1.7125 0.1768
除以量化系数,取整
16 12 C 14 14
11 12 13 17
11 14 16 22
1.75 1.1056 1.1713 0.7803 2.25 1.7125 0.8678 0.1768
236.25 0.4059 D 1.25 0.9799
5.1702 0.1768 0.2146 0.2803
1.75 1.8245 2.25 1.1384
NEC算法实现 • %文件名:COX_Embed.m • %函数功能:将均匀分布的随机序列(水印信号)按照 cox扩频方法嵌入到载体图像的DCT系数中 • %格式:J = COX_Embed (I, W, alpha, N) • %参数说明: • %I: 原始图像矩阵 • %W:水印信息 • %alpha: 水印强度 • %N :嵌入水印长度 • %J:嵌入水印图像矩阵
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