数字水印算法(包含完整程序)

课程设计任务书

学生姓名: 专业班级：

指导教师：工作单位：武汉理工大学

题目: 数字水印算法设计

初始条件：

（1）Matlab应用软件的基本知识以及基本操作技能。

（2）高等数学、信号与系统等基础运算知识。

要求完成的主要任务:

（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：

6月20日到6月27日理论设计与仿真

6月28日到7月3日撰写报告

7月4日答辩

指导教师签名：年月日

系主任（或责任教师）签名：年月日

目录

摘要 (2)

ABSTRACT (3)

1.数字水印技术概述 (4)

1.1 数字水印技术提出的背景 (4)

1.2 数字水印的基本特点 (4)

1.3 数字水印的应用 (5)

1.MATLAB软件的介绍 (7)

2.1 MATLAB研究数字水印的优点 (7)

2.2 MATLAB函数介绍 (8)

3.傅立叶域水印理论基础 (10)

3.1 傅立叶变换简述 (10)

3.1.1 一维离散傅立叶变换DFT (10)

3.1.2 快速傅立叶变换 FFT (11)

3.1.3 二维离散傅立叶变换 (12)

3.2 傅立叶变换性质 (13)

3.2.1 空间域平移性 (13)

3.2.2 旋转不变性 (14)

3.2.3 比例缩放性 (14)

4.基于傅立叶域相关性检测的半盲水印 (15)

4.1 引言 (15)

4.2 基于Arnold 变换的图像置乱算法 (15)

4.3 水印算法 (17)

4.3.1 算法原理 (17)

4.3.2 算法的matlab 实现步骤 (20)

4.4 算法的matlab 实现及结果分析 (21)

5.总结与心得体会 (26)

6.参考文献 (27)

附录 (28)

摘要

随着计算机及网络技术的飞速发展，数字作品传播和拷贝变得越来越方便，同时使得数字作品的信息安全保护和版权保护也成为迫切需要解决的实际问题。数字水印是近年来在信息安全领域兴起的保护知识产权的新方法。它通过在原始数据中嵌入一些重要信息为受到版权保护的媒体数据的完整性和所有权归属提供完全和可靠的证据，以此达到防止数字产品的盗版和篡改目的。本文提出了一种基于傅立叶域的有意义水印算法,主要做了如下工作：

(1)为了提高水印的安全性，在嵌入水印之前首先对水印信息利用Arnold变换进行置乱。

(2)为了提高传统相关性检测方法的准确率，嵌入水印时采用嵌入两个不相关伪随机序列的方法，大大提高了检测的准确率。

(3)低频部分集中图像的大部分能量，修改这里容易引起失真，所以本文采用修改中高频部分的方法进行嵌入。

(4)本文水印的检测方法为半盲检测，只需要原始水印的部分信息的参与，所以具有重要的现实意义。

关键字：数字水印；傅立叶变换；图像处理；信息安全

ABSTRACT

Along with the computer and network technology rapid development, and dissemination of digital works have become increasingly easy to copy, simultaneously allow digital works to protect the security of information and copyright protection has become an urgent need to address the real issues. In recent years, digital watermarking is in the field of information security emerging intellectual property protection method. It passed in the original data embedded in some important information protected by copyright for the data integrity of media ownership and attribution mention for complete and reliable evidence, thereby to prevent the piracy of digital products and tampering with purpose.This paper presents a Fourier-domain based on the meaningful watermarking algorithm, mainly in the following:

(1) To enhance the security watermark, before the watermark embedded watermark on the first use of Arnold transform scrambling.

(2) To improve the traditional detection methods related to the accuracy, used embedded watermark embedding two are not related to the pseudo-random sequence, greatly improve the detection accuracy.

(3) low-frequency part of the image most concentrated energy; changes here easily lead to distortion, therefore this paper, revising part of the high-frequency method for embedding.

(4) This watermark detection method for the semi-blind testing, only part of the original image information in, therefore have important practical significance.

Key Words：Digital watermarking；Fourier transform；Image processing；

Information security