图像数字水印的设计与实现

唐山师范学院专科毕业论文

题目图像数字水印的设计与实现

学生

指导教师

年级08级信息安全

专业计算机应用技术

系别计算机科学系

唐山师范学院计算机科学系

2011 年6月

郑重声明

本人的毕业论文（设计）是在指导老师的指导下独立撰写并完成的。毕业论文（设计）没有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任；并可以通过网络接受公众的查询。特此郑重声明。

毕业论文（设计）作者（签名）：

2011 年 6 月11 日

目录

图像数字水印的设计与实现 (1)

摘要 (1)

1绪论 (1)

1.1本课题研究的背景及意义 (1)

1.2数字图像水印的发展历程及其现状 (2)

2系统的需求分析 (2)

2.1任务概述 (2)

2.2功能需求 (2)

3数字水印技术概括 (2)

3.1 数字水印的概念和特性 (2)

3.2 数字水印系统模型 (2)

3.3 数字水印的分类 (3)

4数字水印算法研究 (3)

4.1 空域算法 (3)

4.2 变换域算法 (4)

5基于空域最低位算法实现对彩色和灰度图像的隐藏 (4)

5.1最低有效位方法 (4)

5.2 数字水印图像LSB空域法的原理 (4)

5.3 LSB的算法实现（嵌入和提取） (4)

6 调试及测试分析 (5)

6.1 是否嵌入水印图像成功的判断 (5)

6.2 测试判断是否嵌入水印的依据 (5)

7 总结与心得 (5)

参考文献： (6)

致谢 (6)

外文页........................................................................................ 错误!未定义书签。

基于LSB图像数字水印的设计与实现

作者姓名张盟王晓敬

摘要

伴随着互联网和数字多媒体技术的飞速发展，如何保护多媒体作品的版权和鉴别其真伪成为国际上研究的热门课题. 数字水印作为信息隐藏技术研究领域的重要分支，是实现版权保护或跟踪侵权行为的有效方法。它是通过一定的算法将某些秘密信息------水印嵌入到被保护的数字多媒体(如静止图像、音频、视频等)内容中，但不影响原内容的价值和使用，并且不能被人的感知系统察觉。

目前的数字水印算法已经有许多种。基本上可以按照嵌入方法分为空域和变换域两种。虽然空域方法有一定的缺点，但是算法简单，比较容易学习，而且具有较好的数字水印嵌入效果。本论文针对基于空域的数字水印算法进行了研究,在简要介绍本课题研究背景与本课题的国内外研究动态的基础上，随后介绍了数字水印技术的应用、特点等。本文通过对常见格式的图像的处理和基于空域算法的数字水印的嵌入与提取算法进行了深入的分析和研究，采用基于空域LSB算法的数字水印方法，将数字水印嵌入到图像的LSB位。通过Visual C++6.0编程实现最终的设计，并将实现数字水印的嵌入、提取，以及图像及基本信息的显示。

关键词数字水印. 算法 . 图像信息隐藏. lsb

1绪论

1.1本课题研究的背景及意义

数字图像水印技术是信息隐藏和信息安全技术领域的一个非常重要的分支，由于现代社会多媒体信息交流发展迅速，电子出版物版权越来越难以解决，然而数字图像水印可以用信号处理的方法在数字图像的数据中嵌入隐含的信息来实现新的版权保护方法，所以数字图像水印在短短的几年里，已经得到了相当强劲的发展，如今已经成为数字图像处理领域的一个研究热点。

1.2数字图像水印的发展历程及其现状

现在的版权保护系统可以采用密码认证技术，但是传统的加密方式对多媒体信息的保护有一定的局限性，不能够完全保证信息的安全性，一旦密码被破解，多媒体信息就可以被任意复制、篡改，并且在法庭上很难取证。数字水印技术可以作为加密技术的补充，增强对多媒体信息的版权保护。

数字水印技术最早是在1994年得国际图像处理会议上由shcnydel等人提出的，这一技术在当时的学术界引起广泛的关注，并且迅速成为信息安全和图像处理领域的研究热点。此后，很多高校、研究机构、企业和公司都展开了对数字水印的研究，并取得了一定的成果。我国的数字水印技术研究也得到了国家和有关部门的重视，并有一些研究成果逐步走向实用化。

2系统的分析需求

2.1任务概述

数字水印的主要目的是将特定的信息加入到需要保护的媒体信息中，加入的信息一般是能够代表媒体信息版权的内容，如公司标志、媒体作者、特定代码等，而且要保证数字水印能够抵抗一定的攻击，而不被轻易的破坏和修改，同时数字水印要能够被提取或者能够被检测到。数字水印的具体内容、算法、提取或检测过程根据实际应用有不同的要求。

2.2功能需求

本课题基于LSB算法的数字水印嵌入、提取系统的具体设计要求如下：

1：能够实现打开和保存常见格式的图像。

2：能够显示图像和嵌入的水印图像的相关信息。

3：能够实现对水印图像的嵌入以及相关信息的嵌入操作

4：系统能够判断图像是否嵌入了水印图像以及嵌入的水印图像的大小。

5：系统能够对灰度图像和彩色图像分别嵌入。

3数字水印技术概括

3.1 数字水印技术的概念和特性

概念：数字水印是将一些标识信息（即数字水印）直接嵌入数字载体（包括多媒体、文档、软件等）当中，但不影响原载体的使用价值，也不容易被人的知觉系统（如视觉系统或听觉系统）觉察或注意到。通过这些隐藏在载体中的信息，可以达到确认内容创建者、购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改等目的。

特性：数字水印有很多特性，其中最主要的三个特性是保真度、鲁棒性和容量。一般来说，容量、鲁棒性和保真度三者相互制约，不可能设计一个使三者都达到最优的水印系统，只能根据实际需要在三者中进行折衷。在实际应用中，可根据需要进行取舍。

3.2 数字水印系统模型

数字水印处理技术主要包括数字水印的嵌入、提取和检测。通用的水印模型框架如图1、图2