小波水印开题报告
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Your company slogan
Your company slogan
2.国内外研究现状
数字水印技术作为一门正式的研究学科诞生于1993年。 当时,A.Z.Tirkel等人最先提出数字水印的概念,并在科技刊物 上 所 撰 写 的 “ Electronic watermark” 一 文 中 首 次 使 用 了 “watermark”这一术语,Tirkel等人意识到数字水印的重要 性,“数字水印”这一术语在他随后发表的另一篇题为 “A digital watermark”的文章中正式提出了，随后又对此修改, 给出了数字水印的嵌入方法和可能的应用。他们提出使用最低 有效位(Least significant Bit,LsB)算法,向灰度图像中添 加水印的方案"这种方案简单易行,缺点是稳健性很差,对嵌入 水印的载体图像进行常见的数字信号处理攻击后,水印将无法 提取出来,因此,该算法无法大量应用
本文NC
文献[21]NC
1.0000
接近1
0.9854
0.9836
0.9624
0.9342
Your company slogan百度文库
实验结果对比
将本文与文献[22]做对比，未受攻击的水印图 像PSNR=43.1224，NC=1.0000，文献[8]的 PSNR=34.0227，NC=1.0000 类别 剪切 170x170 区域 0.9362 加入椒盐噪 声 0.9624 加入高斯 噪声 0.8561
Your company slogan
2.国内外研究现状
为 了 提 高 水 印 的 稳 健 性 ,1995 年 Cox 等 人 发 表 了 题 为 “Secure Spread Spectrum Watermarking for Multimedia” 论文,提出了一种基于扩频通信的思想,使得数字水印技术上 了一个新的台阶[4]。1996年Pitas提出了一种在空间域变换 的盲水印算法[5],但其稳健性不好，不久,一些研究人员在 这一算法基础上进行改进研究,混沌的方法和基于离散小波 变换引入到数字水印算法中,使得算法的稳健性进一步提高, 之后各种各样的水印方案不断提出,数字水印技术得到了空 前的发展。 随着国际间的信息交流的加快,国内一些有实力的科研 机构和高校已逐步从技术跟踪转向到数字水印技术系统的研 究中来,研究水平日益提高,并取得较好的成绩。
对嵌入水印的载体图像进行JPEG压缩（质量因子为80）所提取 的水印信息，此时的PSNR=38.0656，NC=0.985421
Your company slogan
实验结果对比
将本文与文献[21]做对比，未受攻击的水印图 像PSNR=43.1224，NC=1.0000，文献[21] 的PSNR=41.535，NC接近于1 类别 未攻击图 JPEG压缩 椒盐噪声
Your company slogan
3.论文研究内容
二级小波分解将原图像分解为2级,第一级包括水平高频 (HL1)、垂直高频(LH1)、对角高频(HH1)和低频逼近4部 分,第二级子图是将第一级的低频逼近部分又分解为包括水平 高频(HL2)、垂直高频(LH2)、对角高频(HH2)和低频逼 近(LL2)四部分。而就整幅图像来说,HL1、LH1和HH1属 于图像的高频部分,而HL2、LH2和HH2是从图像的第一级 低频逼近部分分解而来,所以属于图像的中频部分，LL2是图 像的低频逼近部分。在嵌入域的选择方面，Cox等[4]认为： 水印应该嵌入低频系数。此外，水印嵌入到低频分量可能对 图像质量产生较大影响，且嵌入信息的量有限，但鲁棒性好； 嵌入到高频分量则鲁棒性差，但不可见性好。在小波基的选 择方面，刘九芬等[15]认为：Haar小波比较适合于图像水 印。综合考虑上述因素，该算法选择低中频系数进行水印的 嵌入，并使用Haar小波基对图像进行离散小波分解。
Your company slogan
5.进度安排
1 2012年4月-6月，查找相关文献，了解国内外已有数字 图像水印技术，初步确立研究方向。 2 2012年7月-9月，查阅和掌握课题的相关理论知识，确 定论文题目。 3 2012年10月-2013年2月，整理各种资料，做实验， 分析研究结果，撰写论文。 4 2013年3月-2013年5月，修改、校对论文，并准备论 文答辩。
Your company slogan
仿真实验结果
原始图像
水印图像
置乱图像
嵌入水印后图像 提取的水印图像
水印图像和原始图 像的峰值信噪比 PSNR=43.1224,提 取的水印和原始水 印的相似度 NC=1.0000。
Your company slogan
仿真实验结果
加椒盐噪声后的图像
提取的水印图像
Your company slogan
2.国内外研究现状
1999年12月,何德全院士、周仲义院士、蔡吉人院 士和一些研究机构在北京电子技术研究所召开了第一届 全国信息隐藏学术研讨会。2000年1月,国家“863”智 能机专家组和来自其他科研机构的研究人员召开了“数 字水印技术学术研讨会"。国内较早期进行数字水印技 术研究的,比较有代表性的研究者有:天津大学的张春田、 苏育挺等[6];中山大学的黄继武教授[7];中国科技大学 的俞能海教授在空域视频水印领域,取得有效的贡献[8]; 北京邮电大学的杨义先、钮心忻等[9];中国科学院自动 化研究所模式识别国家重点实验室的刘瑞祯、谭铁牛在 早期对数字图像水印研究做了一个全面综述,推动我国 数字水印领域的研究工作[10]。
Your company slogan
3.论文研究内容
3.1本文研究了数字水印技术的产生、发展，以及分类，对 于常见图像的置乱技术，常见的水印嵌入算法予以介绍，最 后介绍了一种新的基于dwt的数字图像水印算法，并与其它一 些算法作比较，从而证明本算法的可靠性。 3.2创新点：本文提出了一种基于离散小波变换的数字水印 算法，该算法首先对水印信息进行置乱，之后做小波变换， 然后把水印信息分散嵌入到图像的低中频子带中的偶数行偶 数列对应的系数中，最后通过小波反变换得到嵌入水印的图 像。
Your company slogan
1.论文选题背景和意义
数字水印技术是用于解决知识产权保护问题，是最具有 潜力的多学科交叉技术。数字水印技术实质上将具有特定意 义的标记（水印），利用数字嵌入的方法隐藏在数字图像、 声音、文档、图书、视频等数字产品中，以起到版权保护[1]、 信息隐藏[2]、防篡改[3]和数据文件的真伪鉴别等作用。同 时通过对水印的检测和分析来保证数字信息的完整可靠性。 现实中，盗版越来越严重，盗版者对数字多媒体产品的非法 操作行为，通常有以下几种：第一，非法访问，即未经版权 所有者的允许从某个网站中非法复制或者翻印数字产品；第 二，故意篡改，即盗版者恶意修改数字产品以抽取或插入特 征并进行重新发送，从而使原始版权信息丢失；第三，破坏 版权，即盗版者收到数字产品后未经版权所有者的允许将其 转卖。为了解决信息安全和版权问题，数字产品者首先想到 是加密和数字签名等技术，但是这种密码技术有一定的缺陷， 为此，水印技术产生了。
Your company slogan
6. 主要参考文献：
[1] Hartung F Kutter M. Multimedia watermarking techniques. Proceedings of the Special Issue on Identification and Protection of Multimedia Information. 1999,87(7):1079-1107 [2] Hsu.C.T,Wu.J.L.Hidden digital watermarking in images.IEEE Transactions on Image Processing.2001,8(1):58-68 [3] 杨陈．数字水印技术在印刷防伪域的应用[J]．高性能计算机技术， 2006,1:91-95 [4] COX I J,KILLIAN J,LEIGHTON F T,et al.Secure Spread Spectrum Watermarking for Multimedia[J].IEEE Trans on Image Processing,1997,6(12):1673-1687. [5]Pitas1.A method for signature casting on digital images[J].IEEE Intemational Conferenee on ImageProeessing,1996,3:215一218.
仿真实验结果
对嵌入水印载体图像左上角的1/4区域裁剪，此 时的PSNR=11.4684，NC=0.9714。
Your company slogan
仿真实验结果
对嵌入水印载体图像左上角的1/16裁剪， 此时的PSNR=14.4974，NC=0.9902
Your company slogan
仿真实验结果
基于小波变换的图像 数字水印研究
LOGO
开题报告流程 1.论文选题背景和意义
2.国内外研究现状 3.论文研究内容 4.论文组织 5.进度安排 6.参考文献
Your company slogan
1.论文选题背景和意义
随着数字技术和互联网的飞速发展和广泛应用，各种 形式的多媒体数字产品，例如音频、图像、视频等可以方 便地被人们复制传播，随之而来的各种数字信息的版权保 护问题也日益被人们所关注。数字水印技术作为一种有效 的多媒体信息的保护手段，弥补了传统加密技术、数字签 名技术标签等的缺陷和不足，成为信息隐藏技术研究的一 个重要分支。 数字水印技术是一种崭新的信息安全隐藏技术,它将信 息(如版权信息、秘密消息等)嵌入到图像、语音、数字媒 体中,充分利用人们“所见即所得”的心理来避免攻击,从 而起到了保护和标识的作用。近年来它的发展成为多媒体 信息安全领域研究的一个热点。数字水印具有较强的安全 性、稳健性和透明性。
Your company slogan
2.国内外研究现状
对于数字水印的研究,大多局限在初始阶段,还 有许多尚未触及的研究课题,但是水印公司使得数字 水印技术从理论研究层面转向应用化和商业化层面 上,为国内的信息安全产业提供了安全、可靠的保障。 数字水印算法主要可分为空间域和变换域算法[11] 两大类，在变换域方法中,应用较多的集中于对 DCT [12],DWT[13 14 ]等变换的利用,它们比 空间域水印有更强的鲁棒性。变换域算法目前已经 成为主流的研究方向。
本文NC
文献[22]NC
0.7530
0.8602
0.8416
Your company slogan
4.论文组织
第一章，指出了本文的研究背景、意义以及国内外现状，并 概述本文研究目的和主要内容。 第二章，主要讨论了数字水印的概念以及基本原理，数字水 印分类，常见水印攻击技术，评价数字水印系统的指标等。 第三章，主要介绍了常见的图像置乱技术，幻方变换， arnold变换等。 第四章，对小波变换予以分析，常见dwt变换实验以及提出 的一种新的算法实验。 第五章，将第五章中的新算法实验结果进行各种攻击并与一 些常见算法比较。 第六章，对本文所做工作进行了总结，指出今后需要继续研 究和完善的方面
Your company slogan
仿真实验结果
嵌入水印的载体图像加入随机噪声，此时 PSNR=36.6721，NC=0.9057.
Your company slogan
仿真实验结果
对嵌入载体图像中间170x170区域进行裁 剪，此时PSNR=8.4256，NC=0.9362。
Your company slogan
对嵌入水印的载体图像加密度为0. 01的椒盐噪声,提取 的水印信息。此时的PSNR=25.6743，NC=0.9624。
Your company slogan
仿真实验结果
加高斯噪声后的图像
提取的水印图像
对嵌入水印的载体图像加均值为m=0,方差为v=0. 001 的高斯噪声时,提取的水印信息如图所示。此时 PSNR=32.6041,NC=0. 8561。
Your company slogan
2.国内外研究现状
数字水印技术作为一门正式的研究学科诞生于1993年。 当时,A.Z.Tirkel等人最先提出数字水印的概念,并在科技刊物 上 所 撰 写 的 “ Electronic watermark” 一 文 中 首 次 使 用 了 “watermark”这一术语,Tirkel等人意识到数字水印的重要 性,“数字水印”这一术语在他随后发表的另一篇题为 “A digital watermark”的文章中正式提出了，随后又对此修改, 给出了数字水印的嵌入方法和可能的应用。他们提出使用最低 有效位(Least significant Bit,LsB)算法,向灰度图像中添 加水印的方案"这种方案简单易行,缺点是稳健性很差,对嵌入 水印的载体图像进行常见的数字信号处理攻击后,水印将无法 提取出来,因此,该算法无法大量应用
本文NC
文献[21]NC
1.0000
接近1
0.9854
0.9836
0.9624
0.9342
Your company slogan百度文库
实验结果对比
将本文与文献[22]做对比，未受攻击的水印图 像PSNR=43.1224，NC=1.0000，文献[8]的 PSNR=34.0227，NC=1.0000 类别 剪切 170x170 区域 0.9362 加入椒盐噪 声 0.9624 加入高斯 噪声 0.8561
Your company slogan
2.国内外研究现状
为 了 提 高 水 印 的 稳 健 性 ,1995 年 Cox 等 人 发 表 了 题 为 “Secure Spread Spectrum Watermarking for Multimedia” 论文,提出了一种基于扩频通信的思想,使得数字水印技术上 了一个新的台阶[4]。1996年Pitas提出了一种在空间域变换 的盲水印算法[5],但其稳健性不好，不久,一些研究人员在 这一算法基础上进行改进研究,混沌的方法和基于离散小波 变换引入到数字水印算法中,使得算法的稳健性进一步提高, 之后各种各样的水印方案不断提出,数字水印技术得到了空 前的发展。 随着国际间的信息交流的加快,国内一些有实力的科研 机构和高校已逐步从技术跟踪转向到数字水印技术系统的研 究中来,研究水平日益提高,并取得较好的成绩。
对嵌入水印的载体图像进行JPEG压缩（质量因子为80）所提取 的水印信息，此时的PSNR=38.0656，NC=0.985421
Your company slogan
实验结果对比
将本文与文献[21]做对比，未受攻击的水印图 像PSNR=43.1224，NC=1.0000，文献[21] 的PSNR=41.535，NC接近于1 类别 未攻击图 JPEG压缩 椒盐噪声
Your company slogan
3.论文研究内容
二级小波分解将原图像分解为2级,第一级包括水平高频 (HL1)、垂直高频(LH1)、对角高频(HH1)和低频逼近4部 分,第二级子图是将第一级的低频逼近部分又分解为包括水平 高频(HL2)、垂直高频(LH2)、对角高频(HH2)和低频逼 近(LL2)四部分。而就整幅图像来说,HL1、LH1和HH1属 于图像的高频部分,而HL2、LH2和HH2是从图像的第一级 低频逼近部分分解而来,所以属于图像的中频部分，LL2是图 像的低频逼近部分。在嵌入域的选择方面，Cox等[4]认为： 水印应该嵌入低频系数。此外，水印嵌入到低频分量可能对 图像质量产生较大影响，且嵌入信息的量有限，但鲁棒性好； 嵌入到高频分量则鲁棒性差，但不可见性好。在小波基的选 择方面，刘九芬等[15]认为：Haar小波比较适合于图像水 印。综合考虑上述因素，该算法选择低中频系数进行水印的 嵌入，并使用Haar小波基对图像进行离散小波分解。
Your company slogan
5.进度安排
1 2012年4月-6月，查找相关文献，了解国内外已有数字 图像水印技术，初步确立研究方向。 2 2012年7月-9月，查阅和掌握课题的相关理论知识，确 定论文题目。 3 2012年10月-2013年2月，整理各种资料，做实验， 分析研究结果，撰写论文。 4 2013年3月-2013年5月，修改、校对论文，并准备论 文答辩。
Your company slogan
仿真实验结果
原始图像
水印图像
置乱图像
嵌入水印后图像 提取的水印图像
水印图像和原始图 像的峰值信噪比 PSNR=43.1224,提 取的水印和原始水 印的相似度 NC=1.0000。
Your company slogan
仿真实验结果
加椒盐噪声后的图像
提取的水印图像
Your company slogan
2.国内外研究现状
1999年12月,何德全院士、周仲义院士、蔡吉人院 士和一些研究机构在北京电子技术研究所召开了第一届 全国信息隐藏学术研讨会。2000年1月,国家“863”智 能机专家组和来自其他科研机构的研究人员召开了“数 字水印技术学术研讨会"。国内较早期进行数字水印技 术研究的,比较有代表性的研究者有:天津大学的张春田、 苏育挺等[6];中山大学的黄继武教授[7];中国科技大学 的俞能海教授在空域视频水印领域,取得有效的贡献[8]; 北京邮电大学的杨义先、钮心忻等[9];中国科学院自动 化研究所模式识别国家重点实验室的刘瑞祯、谭铁牛在 早期对数字图像水印研究做了一个全面综述,推动我国 数字水印领域的研究工作[10]。
Your company slogan
3.论文研究内容
3.1本文研究了数字水印技术的产生、发展，以及分类，对 于常见图像的置乱技术，常见的水印嵌入算法予以介绍，最 后介绍了一种新的基于dwt的数字图像水印算法，并与其它一 些算法作比较，从而证明本算法的可靠性。 3.2创新点：本文提出了一种基于离散小波变换的数字水印 算法，该算法首先对水印信息进行置乱，之后做小波变换， 然后把水印信息分散嵌入到图像的低中频子带中的偶数行偶 数列对应的系数中，最后通过小波反变换得到嵌入水印的图 像。
Your company slogan
1.论文选题背景和意义
数字水印技术是用于解决知识产权保护问题，是最具有 潜力的多学科交叉技术。数字水印技术实质上将具有特定意 义的标记（水印），利用数字嵌入的方法隐藏在数字图像、 声音、文档、图书、视频等数字产品中，以起到版权保护[1]、 信息隐藏[2]、防篡改[3]和数据文件的真伪鉴别等作用。同 时通过对水印的检测和分析来保证数字信息的完整可靠性。 现实中，盗版越来越严重，盗版者对数字多媒体产品的非法 操作行为，通常有以下几种：第一，非法访问，即未经版权 所有者的允许从某个网站中非法复制或者翻印数字产品；第 二，故意篡改，即盗版者恶意修改数字产品以抽取或插入特 征并进行重新发送，从而使原始版权信息丢失；第三，破坏 版权，即盗版者收到数字产品后未经版权所有者的允许将其 转卖。为了解决信息安全和版权问题，数字产品者首先想到 是加密和数字签名等技术，但是这种密码技术有一定的缺陷， 为此，水印技术产生了。
Your company slogan
6. 主要参考文献：
[1] Hartung F Kutter M. Multimedia watermarking techniques. Proceedings of the Special Issue on Identification and Protection of Multimedia Information. 1999,87(7):1079-1107 [2] Hsu.C.T,Wu.J.L.Hidden digital watermarking in images.IEEE Transactions on Image Processing.2001,8(1):58-68 [3] 杨陈．数字水印技术在印刷防伪域的应用[J]．高性能计算机技术， 2006,1:91-95 [4] COX I J,KILLIAN J,LEIGHTON F T,et al.Secure Spread Spectrum Watermarking for Multimedia[J].IEEE Trans on Image Processing,1997,6(12):1673-1687. [5]Pitas1.A method for signature casting on digital images[J].IEEE Intemational Conferenee on ImageProeessing,1996,3:215一218.
仿真实验结果
对嵌入水印载体图像左上角的1/4区域裁剪，此 时的PSNR=11.4684，NC=0.9714。
Your company slogan
仿真实验结果
对嵌入水印载体图像左上角的1/16裁剪， 此时的PSNR=14.4974，NC=0.9902
Your company slogan
仿真实验结果
基于小波变换的图像 数字水印研究
LOGO
开题报告流程 1.论文选题背景和意义
2.国内外研究现状 3.论文研究内容 4.论文组织 5.进度安排 6.参考文献
Your company slogan
1.论文选题背景和意义
随着数字技术和互联网的飞速发展和广泛应用，各种 形式的多媒体数字产品，例如音频、图像、视频等可以方 便地被人们复制传播，随之而来的各种数字信息的版权保 护问题也日益被人们所关注。数字水印技术作为一种有效 的多媒体信息的保护手段，弥补了传统加密技术、数字签 名技术标签等的缺陷和不足，成为信息隐藏技术研究的一 个重要分支。 数字水印技术是一种崭新的信息安全隐藏技术,它将信 息(如版权信息、秘密消息等)嵌入到图像、语音、数字媒 体中,充分利用人们“所见即所得”的心理来避免攻击,从 而起到了保护和标识的作用。近年来它的发展成为多媒体 信息安全领域研究的一个热点。数字水印具有较强的安全 性、稳健性和透明性。
Your company slogan
2.国内外研究现状
对于数字水印的研究,大多局限在初始阶段,还 有许多尚未触及的研究课题,但是水印公司使得数字 水印技术从理论研究层面转向应用化和商业化层面 上,为国内的信息安全产业提供了安全、可靠的保障。 数字水印算法主要可分为空间域和变换域算法[11] 两大类，在变换域方法中,应用较多的集中于对 DCT [12],DWT[13 14 ]等变换的利用,它们比 空间域水印有更强的鲁棒性。变换域算法目前已经 成为主流的研究方向。
本文NC
文献[22]NC
0.7530
0.8602
0.8416
Your company slogan
4.论文组织
第一章，指出了本文的研究背景、意义以及国内外现状，并 概述本文研究目的和主要内容。 第二章，主要讨论了数字水印的概念以及基本原理，数字水 印分类，常见水印攻击技术，评价数字水印系统的指标等。 第三章，主要介绍了常见的图像置乱技术，幻方变换， arnold变换等。 第四章，对小波变换予以分析，常见dwt变换实验以及提出 的一种新的算法实验。 第五章，将第五章中的新算法实验结果进行各种攻击并与一 些常见算法比较。 第六章，对本文所做工作进行了总结，指出今后需要继续研 究和完善的方面
Your company slogan
仿真实验结果
嵌入水印的载体图像加入随机噪声，此时 PSNR=36.6721，NC=0.9057.
Your company slogan
仿真实验结果
对嵌入载体图像中间170x170区域进行裁 剪，此时PSNR=8.4256，NC=0.9362。
Your company slogan
对嵌入水印的载体图像加密度为0. 01的椒盐噪声,提取 的水印信息。此时的PSNR=25.6743，NC=0.9624。
Your company slogan
仿真实验结果
加高斯噪声后的图像
提取的水印图像
对嵌入水印的载体图像加均值为m=0,方差为v=0. 001 的高斯噪声时,提取的水印信息如图所示。此时 PSNR=32.6041,NC=0. 8561。