基于小波变换的数字水印算法研究

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。

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。

基于小波变换自适应数字图像水印算法的研究与实现的开题报告一、选题背景随着互联网技术的飞速发展，数字图像作为信息传递和存储的最基本形式，得到了广泛的应用。

数字图像水印技术是对数字图像加密和保护的有效手段之一。

数字水印技术是将任何形式的信息（比如图像、音频或视频）嵌入另一种数字媒体中的一种方法。

通过在图像中嵌入特定的信息，可以实现版权保护、身份认证、数据追踪和安全传输等多种应用。

传统的数字水印算法可以分为频域算法和空域算法两类。

其中，频域算法主要是通过将水印信息加入到图像的频能区域来达到隐藏水印的目的。

空域算法则是将水印信息隐藏在图像的像素值中。

近年来，小波变换自适应数字图像水印算法也逐渐兴起。

该算法利用小波变换的多分辨率特性，将水印信息嵌入到图像局部的低频系数里，以达到更好的保护水印信息和减轻图像失真。

二、研究目的和内容本研究旨在对小波变换自适应数字图像水印算法进行深入研究和实现，并评估其有效性和性能。

具体内容包括以下方面：1. 基于小波变换的数字图像水印嵌入和提取算法原理研究。

2. 分析小波变换自适应数字图像水印的优缺点，提出针对其缺点的改进方案。

3. 在Matlab平台上进行算法实现，并进行实验验证，包括实现的准确性、鲁棒性、隐蔽性和抗干扰能力等方面的评估。

4. 与其他数字图像水印算法进行比较和分析。

三、研究方法和技术路线本研究的核心是小波变换自适应数字图像水印算法，主要研究方法和技术路线如下：1. 文献调研：综合研究数字图像水印和小波变换相关理论和方法，分析目前常用的数字图像水印算法及其缺陷，了解小波变换自适应数字图像水印算法的研究现状和优化方向。

2. 提出改进方案：针对小波变换自适应数字图像水印算法的不足，提出改进方案，包括对算法的嵌入和提取过程进行实现和优化。

3. 算法实现：基于Matlab平台，实现小波变换自适应数字图像水印算法的嵌入和提取功能，并进行正确性验证和性能评估。

4. 实验评估：利用现有的测试数据集对算法进行评估，主要包括对所嵌入的水印信息的准确性，图像失真度以及抗干扰和隐蔽性等方面进行评估和比较。

基于整数小波变换的图像数字水印算法研究的开题报告一、研究背景和意义数字图像水印技术，是在数字图像中嵌入特定的信息，旨在保护图像的知识产权和安全性。

数字水印技术分为盲水印和非盲水印两种类型，其中盲水印技术只需要水印图像即可提取嵌入在水印图像中的信息，而非盲水印技术则需要原始图像和水印图像作为参数进行提取。

目前，很多数字水印算法是基于小波变换的。

数字图像的小波变换可以将图像划分成最小的基本块，而且可以去除图像的高频噪声，具有良好的能量集中性，因此可以用来进行数字图像的水印嵌入。

因此，基于整数小波变换的图像数字水印算法也成为近年来数字水印领域的研究热点之一。

二、研究内容本课题将研究基于整数小波变换的图像数字水印算法，主要研究内容包括：1. 研究现有的数字水印算法，并针对其存在的问题进行分析。

2. 研究整数小波变换的原理和性质，设计出基于整数小波变换的数字水印算法。

3. 进行算法的实现和比较，分析算法的性能和可行性。

4. 对算法进行安全性和鲁棒性的分析和评估。

三、研究方法和步骤本课题的研究方法主要包括：1. 文献调研和分析，收集和分析数字水印技术和小波变换的研究成果和应用现状，针对性地提出总体设计方案。

2. 算法设计和实现，设计基于整数小波变换的数字水印算法，并通过实验验证其性能和可行性。

3. 安全性和鲁棒性分析，对算法的安全性和鲁棒性进行分析和评估。

4. 研究成果分析和总结，对该算法的实际应用价值进行探讨。

四、预期目标和成果本课题的预期目标和成果包括：1. 设计出基于整数小波变换的数字水印算法。

2. 对算法进行实现和比较，分析算法的性能和可行性。

3. 对算法的安全性和鲁棒性进行分析和评估。

4. 发表一篇学术论文，并提交专利申请。

五、可能面临的问题和解决方法在研究过程中，可能会遇到以下问题：1. 数字水印在不同的场景下存在很大的变化，如何保证嵌入的数字水印能够被稳定提取。

解决方法：通过仿真实验和算法优化，找到数字水印的最佳嵌入位置和方案，保证数字水印的稳定性。

目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 数字水印的应用 (2)1.4 本文研究的主要内容 (3)第2章数字水印技术的原理 (4)2.1 数字水印的分类 (4)2.2 数字水印的主要的特性 (4)2.3 数字水印的基本原理 (6)2.3.1 水印的生成 (6)2.3.2 水印的嵌入 (6)2.3.3 水印的提取和检测 (6)2.4 数字水印的定义 (7)2.5 水印处理的基本条件 (8)2.6 本章小结 (9)第3章图像水印的预处理 (10)3.1 图像水印的加密处理 (10)3.2 图像水印的置乱处理 (12)3.3 图像水印的差错控制编码 (14)3.4 本章小结 (16)第4章小波变换的原理 (17)4.1小波变换的理论基础 (17)4.2小波变换在图像水印中的应用基础 (18)4.2 离散小波变换的Mallat算法 (19)4.3 离散小波变换算法的实现 (21)4.3.1 正向小波的变换 (21)4.3.2 离散小波逆变换（IDWT） (24)4.4 本章小结 (26)第5章小波域的图像水印 (27)5.1 小波域图像水印技术 (27)5.2 小波水印基本原理 (27)5.3 自适应水印算法 (29)5.3.1 水印图像进行预处理 (29)5.3.2. 自适应水印嵌入和提取 (29)5.4 自适应水印算法实现 (29)5.4.1 自适应图像水印的嵌入算法实现 (29)5.4.2 自适应水印提取算法实现 (31)5.5 自适应水印实验结果 (32)5.6 攻击检测 (32)5.7 本章小结 (33)结论 (35)参考文献 (36)致谢 (37)摘要随着多媒体和Internet的迅速发展，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。

基于小波变换图像水印技术近年来受到人们高度重视，特别是，随着JPEG2000将小波变换纳入其中，该领域的研究更加具有实际意义。

一种基于小波变换的数字图像水印算法随着数字图像传输和存储的普及，图像的安全性和版权保护问题日益受到关注。

为了保护数字图像的版权和完整性，数字图像水印技术应运而生。

本文将介绍，旨在提高图像的安全性和版权保护能力。

数字图像水印算法是一种在图像中嵌入特定信息以实现版权保护和图像完整性验证的技术。

小波变换是一种将信号分解为多个频带的数学变换方法，具有良好的时频局部性和多分辨率特性。

基于小波变换的数字图像水印算法利用小波变换的多分辨率特性，将水印信息嵌入到图像的低频子带中，以实现对图像的保护。

该算法的具体步骤如下：首先，将原始图像进行小波变换，得到图像的低频子带和高频子带。

然后，选择适当的低频子带进行嵌入水印信息。

水印信息可以是数字签名、版权信息等。

接下来，将水印信息通过嵌入算法嵌入到选定的低频子带中。

嵌入算法可以采用替换或增加的方式，将水印信息嵌入到图像中。

最后，对嵌入水印后的图像进行逆小波变换，得到带有水印信息的图像。

基于小波变换的数字图像水印算法具有以下优点：首先，水印信息嵌入到低频子带中，不会引起人眼的明显变化，保证了图像的可视性。

其次，小波变换具有多分辨率特性，可以根据需求选择适当的子带进行水印嵌入，提高了水印的鲁棒性和安全性。

另外，小波变换可以实现对图像的分解和重构，可以有效地抵抗常见的攻击如压缩、旋转和裁剪等。

然而，基于小波变换的数字图像水印算法也存在一些挑战和限制。

首先，水印信息的嵌入和提取需要较大的计算量，对算法的实时性提出了要求。

其次，水印信息的鲁棒性对于图像的失真和攻击具有一定的容忍度，但仍然需要进一步的改进和研究。

综上所述，基于小波变换的数字图像水印算法是一种有效的保护数字图像版权和完整性的技术。

随着数字图像的广泛应用，该算法在信息安全领域具有重要的研究和应用价值。

未来的研究方向可以在提高算法的实时性和鲁棒性的基础上，进一步改进和优化算法，以满足不同应用场景的需求。

基于小波变换的数字图像水印技术研究数字图像水印技术是一种在数字图像中嵌入特定信息的方法，目的是保护数字图像的版权以及确保其完整性。

在当前数字化信息时代，数字图像水印技术越来越受到关注，涉及到图像安全、隐私保护等方面。

本文将介绍基于小波变换的数字图像水印技术研究。

一、数字图像水印技术的概念数字图像水印技术是一种将特定信息嵌入原始图像中的方法。

在数字图像中嵌入水印旨在保证图像的版权、完整性以及对图像进行识别等，是数字图像处理领域发展的一个热门话题。

数字图像水印的基本原理是：将一段特定信息嵌入原始图像中，并在水印信息可恢复的前提下，对原始图像进行保护和认证。

在传统的数字图像水印技术中，采用的是人眼不易察觉的隐蔽性水印嵌入方法，但是这种方法容易被攻击者破解。

因此，近年来，越来越多的研究者开始采用基于小波变换的数字图像水印技术。

二、小波变换概述小波变换是一种信号分析的方法，可以将信号在时域和频域上进行分析。

它利用滤波器对信号进行滤波和变换，将原始信号分解成低频和高频分量。

小波变换的基本特点是变换后的信号既有时域信息，也有频域信息。

小波变换在数字图像处理中应用广泛，它可以通过分解和重构图像，实现图像的多维表达。

同时，小波变换还可以通过一系列小波变换，再利用逆小波变换，实现数据的压缩、去噪和图像增强等功能。

三、基于小波变换的数字图像水印技术原理基于小波变换的数字图像水印技术可以分为两部分：嵌入和提取。

嵌入阶段，首先对原始图像进行小波变换，分解成低频分量和高频分量。

然后，将水印信息以与高频分量相同的形式嵌入到高频分量中，以保证水印的鲁棒性。

最后，进行逆小波变换，生成嵌入了水印信息的新图像。

提取阶段，可以采用同样的方式对提取的图像进行小波变换，得到高频分量。

再将高频分量与原始的高频分量进行对比分析，提取出嵌入的水印信息。

基于小波变换的数字图像水印技术具有以下优点：（1）水印的鲁棒性好。

由于嵌入的水印信息采用了与高频分量相同的形式，因此可以对攻击者进行有效的反抵抗。

基于小波变换的数字图像水印技术研究的开题报告一、研究背景和意义数字图像水印技术是一种比较有效的信息隐藏方法，可以对图像进行安全保护及版权保护。

其中，小波变换水印技术是将水印嵌入到小波域中，其优点在于抗攻击性强，对原始图像的影响较小。

因此，在数字图像水印技术的研究中，小波变换水印技术得到了广泛的应用。

目前，数字图像的水印技术已经被广泛地应用到电子商务、数字版权保护和数据安全传输等领域。

随着网络技术和数字技术的快速发展，数字图像的水印技术也在不断的进步和发展。

二、研究内容和方法本文主要研究基于小波变换的数字图像水印技术，具体研究内容包括以下几个方面：1. 研究数字图像水印技术的基本原理和方法，掌握数字图像水印技术的基本概念和理论基础。

2. 研究小波分析原理和小波变换的基本概念及应用，掌握小波分析的基本原理和小波变换算法的实现方法。

3. 研究小波域的图像水印技术，设计基于小波域的数字图像水印算法。

4. 实现数字图像水印算法，并进行实验验证，分析算法的性能和应用效果。

研究方法主要采用文献综述和实验验证相结合的方法。

通过对相关文献的综述，深入了解数字图像水印技术和小波变换的基本原理，设计基于小波变换的数字图像水印算法，并进行实验测试和分析。

三、研究预期成果通过本研究，预期实现以下几个方面的成果：1. 掌握数字图像水印技术和小波变换的基本原理和实现方法。

2. 设计基于小波域的数字图像水印算法，实现比较高的鲁棒性和隐蔽性。

3. 在实验验证中，分析算法的性能和应用效果，提出改进方案和优化措施。

4. 为数字图像水印技术的应用提供新的思路和方向。

四、论文结构本文的结构安排如下：第一章：绪论介绍数字图像水印技术的研究背景和意义，阐述研究内容和方法，明确预期成果，以及论文结构的安排。

第二章：数字图像水印技术的基本原理和方法介绍数字图像水印技术的基本原理和方法，包括数字图像水印技术的定义、分类、嵌入过程和提取过程等方面。

基于小波变换域的数字水印算法研究的开题报告一、选题背景及意义随着互联网技术的发展，数字媒体的传播和使用越来越广泛，数字媒体内容的保护问题也越来越受到重视。

数字水印技术作为一种有效的数字版权保护技术，已经被广泛应用于数字图像、音频、视频等领域。

数字水印技术通过在原始数据中嵌入一些与原始媒体内容无关的信息，使得媒体内容的版权信息能够在不影响媒体内容质量的前提下被提取出来。

小波变换是一种常用的数字信号处理方法，可以将信号分解成不同尺度的小波系数，这种分解具有多分辨率特性，并且可以描述信号的局部特征。

因此，小波变换被广泛应用于数字信号处理中，也被用于数字水印技术中。

与传统的空域或频域数字水印算法相比，基于小波变换域的数字水印算法具有更好的鲁棒性和安全性。

因此，本课题拟采用基于小波变换域的数字水印算法，以提升数字媒体内容的版权保护能力。

二、研究内容1. 小波变换及其基本原理2. 数字水印算法的基本原理和分类3. 基于小波变换域的数字水印算法的详细介绍4. 数字水印算法的实现和仿真5. 性能分析和实验验证三、研究方法1. 文献调研，了解数字水印和小波变换相关知识2. 在matlab平台上实现基于小波变换域的数字水印算法，分析、比较不同的小波变换和水印嵌入方法对算法性能的影响3. 进行实验验证，对算法性能进行定量的分析和比较四、预期成果1. 实现基于小波变换域的数字水印算法2. 优化算法性能，提高数字媒体内容的版权保护能力3. 在图片、音频或视频等数字媒体内容中嵌入水印并进行实验验证4. 发表一篇相关的学术论文五、进度计划1. 第1~2周：文献调研2. 第3~4周：matlab编程，实现数字水印算法3. 第5~6周：对算法性能进行测试和分析，优化算法性能4. 第7~8周：在数字媒体内容中嵌入水印并进行实验验证5. 第9~10周：论文撰写和修改6. 第11~12周：论文定稿和提交六、参考文献[1] 陈武, 祝鹏元. 基于小波变换的数字图像水印技术[J]. 计算机工程与设计, 2009, 30(1): 130-132.[2] 吕绍丰, 黄涛. 基于小波变换的数字图像水印算法研究[J]. 计算机应用研究, 2011, 28(6): 2166-2168.[3] Bedi P, Wadhwa R. A review of image watermarking techniques[J]. International Journal of Computer Applications, 2013, 77(14): 14-19.[4] Byung G C, Kwon S S, Yoon E J. Digital image watermarking using wavelet transform[J]. Optical Engineering, 2010, 49(1): 017005.[5] Joseph A O. Investigation of wavelet coefficient quantization for digital image watermarking[J]. Journal of Computer Science and Technology, 2010, 25(5): 1045-1050.。

基于小波变换的数字水印算法研究摘要:现在，随着计算机网络的飞速发展和多媒体技术的广泛应用，人们可以非常方便的从网络上获取多媒体产品。

因此，数字多媒体的信息安全，版权保护问题就成为迫切需要解决的重要问题。

此时数字水印技术应运而生，随着研究工作的不断深入,应用领域也在不断的扩大。

因此，对数字水印技术的研究不但又重大的理论意义，更有非常重要的使用意义。

数字图像水印算法种类繁多，本文主要研究基于小波变换的数字水印算法。

关键词：数字水印、小波变换、算法研究The Research on Digital WatermarkingAlgorithm Based on Wavelet Transform. Abstract:Nowadays, with the rapidly development of the network and widely application of the multimedia technology, people could get multimedia product through Internet conveniently. Thus, digital multimedia security and copyright protection become an urgent problem to be solved. Watermarking technology was brought up on this background at this time. Its application field spread widely with a huge amount of research development.So the study of watermarking technology is meaningful not only in the theory field, but also in application filed. There are many kinds of algorithms on watermarking technology, and this article mainly discusses the research on digital watermarking algorithm based on wavelet transform.Keywords:Digital Watermarking; Wavelet Transform; Algorithms1.数字水印技术数字水印技术是通过一定的算法将一些标识信息(即数字水印）直接嵌入数字载体（包括图像、音频、文档、软件）当中，但不影响原载体的欣赏价值和使用价值。