基于小波傅里叶梅林变换的数字水印算法

基于傅里叶变换的水印嵌入算法基于傅里叶变换的水印嵌入算法是一种在数字图像中插入不可见水印的方法。

水印可以用于身份验证、版权保护和信息隐藏等应用领域。

本文将介绍该算法的原理、步骤和实现过程，并探讨其在实际应用中的指导意义。

首先，傅里叶变换是一种将时域信号转换为频域信号的数学工具。

它将信号分解成一系列正弦和余弦函数的叠加，可以提取出信号的频率和振幅信息。

在水印嵌入算法中，我们利用傅里叶变换的频域特性来隐藏水印信息。

水印嵌入算法的步骤如下：1. 选择一幅目标图像和一个水印图像。

目标图像是需要插入水印的图片，水印图像是需要嵌入的水印内容。

2. 对目标图像和水印图像进行傅里叶变换，得到它们的频域表示。

3. 将水印图像的频域表示嵌入到目标图像的频域表示中。

可以使用简单的叠加或者乘法运算来实现。

嵌入过程类似于在频域中对两个信号进行叠加或相乘。

4. 对得到的新频域表示进行逆傅里叶变换，得到嵌入了水印的图像。

5. 最后，对嵌入了水印的图像进行必要的处理，以保证水印的不可见性。

该算法的实现过程需要考虑以下几个方面：1. 水印的鲁棒性：水印应该能够抵抗常见的攻击，如旋转、缩放、加噪声等。

为了增强鲁棒性，可以对水印进行加密和加密验证等处理。

2. 水印的不可见性：水印应该尽可能地隐蔽，不影响目标图像的可视质量。

可以通过调整水印的强度、频率域选择、嵌入位置等来实现。

3. 水印的容量：水印的容量取决于目标图像的大小和嵌入的方式。

需要根据实际应用需求和图像特征综合考虑。

4. 水印的提取和验证：在应用中需要对嵌入了水印的图像进行提取和验证，以确定图像是否被篡改。

提取和验证的过程应该高效、准确。

基于傅里叶变换的水印嵌入算法在数字图像领域具有重要的指导意义。

它为数字版权保护、信息隐藏和图像身份验证等应用提供了一种有效的方法。

通过合理设计算法步骤和参数，可以实现鲁棒性强、不可见性高的水印嵌入和提取过程。

因此，该算法在图像安全和保护领域有着广泛的应用前景。

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与matlab的实现摘要：通过对数字水印的原理和算法的分析，了解信息隐藏的实现手段与效果。

在信息加载和提取过程中，突破传统的加密技术，用更具专业性的检测手段来保护专属的信息产权。

本文利用了水印良好的鲁棒性和不可感知性，致力于对图像的处理，通过实验与测试证实了数字水印可以达到理想的效果，并且运用恰当的算法可以更加简化操作的复杂性。

在此之外，数字水印还可以应用于声音，视频等领域。

其技术手段的实现的更加完善化会带来其更加广阔的应用前景。

关键字：数字水印；信息隐藏；MATLAB;水印检测与提取；JPEG压缩；1 数字水印技术简介1.1数字水印的发展背景随着数字技术和Internet网络的发展，各种形式的多媒体数字作品(图像、视频、音频等)纷纷以网络形式发表，然而数字作品的便利性和不安全性是并存的，它可以低成本、高速度地被复制和传播，而这些特性也容易被盗版者所利用。

因而，采用多种手段对数字作品进行保护、对侵权者进行惩罚己经成为十分迫切的工作。

数字水印技术的研究就是在这种应用要求下迅速发展起来的。

数字水印(digital watermarking)技术也称为数字指纹技术，它将具有特定意义的水印标记不可感知地嵌入到被保护的数字产品中，在产生版权纠纷时，通过相应的算法提取该水印，用以证明作者对该数字产品的所有权，并可作为鉴证、起诉非法侵权的证据。

数字水印技术基本上应当满足隐蔽性、安全性、鲁棒性和水印容量等几个方面的要求。

研究数字水印技术的最初目的是用于保护数字产品的版权，但随着研究的进一步深入，它在信息安全保护领域的应用越来越广泛，并在广播检测、图像认证、盗版跟踪、数字签名、交易水印、拷贝控制、标题与注释等各个领域产生了许多新的用途。

数字水印从正式提出到现在虽然时间不长，但它与传统的密码学相比有明显的优越性，为解决版权保护和内容完整性认证、来源认证、篡改认证、网上发行、用户跟踪等一系列问题提供了一个崭新的研究方向，因此它在数字产品的知识产权保护、商务交易中的票据防伪、声像数据的隐藏标识和篡改提示、隐蔽通信及其对抗等方面具有十分广阔的应用前景。

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。

毕业：基于小波变换的数字水印技术研究(可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）基于小波变换的数字水印技术研究摘要：算法基于Haar小波变换，把小波系数分块，并计算每个块的平均值。

在一系列信号处理之后，这些块(尤其是大的块)的平均值不会有很大改变，否则，重构的图像就与原始图像有很大差别。

通过对这些块的平均值进行量化来嵌入水印；提取时也依赖于相应块的平均值，所以不需要原始图像参与。

算法对有损压缩、小波压缩、噪声、中值滤波和剪裁等操作有较好的鲁棒性。

关键词：信息隐藏；数字水印；小波变换引言随着计算机和网络的飞速发展，人们的许多创作和成果都以数字形式进行存储和发布。

然而，数字作品极易被非法拷贝、伪造和窜改，使得很多版权所有者不愿意利用网络公开其作品，从而阻碍其自身发展。

目前，数字作品的版权保护不仅仅是立法问题，也是一个很重要的技术难题。

从技术上看，数字媒体版权信息的嵌入和检测问题，是数字作品版权保护的两个关键问题，它综合了传统密码学的认证和鉴别问题的特点，又加入了稳健性要求。

版权保护信息必须与被保护的数据密切结合，版权保护信息的鉴别过程必须具有了抗干扰能力。

在这种情况下，数字水印技术应运而生。

1.数字水印技术概述提到水印，人们都会想到钞票中的水印。

钞票水印具有两条特性，首先，水印在通常情况下不可见，只有在特殊的观察条件下才可见（钞票中水印在光下可见）。

其次，水印信息必须与载体对象相关（在这里表示纸币的真实性）。

1.1数字水印技术的特性可证明性：能够为受到版权保护的数字产品提供完全可靠的证据。

不可见性：即被嵌入水印信息的数字产品不会出现明显的质量下降，隐藏的数据不易被察觉；另外，不能用统计的方法恢复出水印。

鲁棒性：添加的数字水印必须对施加于宿主图象的攻击具有一定的免疫能力，不能因为对宿主图象的某种操作而导致水印信息丢失。

1.2数字水印技术的应用水印技术的应用极为广泛，主要有以下7种应用领域：广播监控、所有者识别、所有权验证、交易跟踪、内容真伪鉴别、拷贝控制以及设备控制。