9. 变换域算法

摩尔纹图案自动去除技术综述摩尔纹（Moiré）是指在两个相互覆盖的网格或图案上产生的干涉效应，形成一种看起来像波纹或螺旋的图案。

在电子图像处理和打印领域中，摩尔纹是一个常见的问题，会导致图像质量下降甚至无法辨认。

为了解决这个问题，许多自动去除摩尔纹技术被提出和研究。

一、背景介绍摩尔纹图案最初是由法国物理学家阿西尔·摩尔（A. F. Moiré）在19世纪发现的，它在许多领域都有广泛应用，如纺织、印刷和计算机领域。

然而，在数字图像处理领域中，摩尔纹通常被认为是一种噪声或干扰，需要通过自动化的方式进行去除。

二、摩尔纹的成因摩尔纹的产生是由于两个具有不同频率的图案或网格之间的相互作用。

当这两个图案或网格交叠时，会产生干涉效应，形成摩尔纹。

例如，在打印过程中，图像的像素点和打印机墨点的排列方式可能会导致摩尔纹的产生。

三、摩尔纹去除技术1. 频域滤波法频域滤波法是一种常用的去除摩尔纹的方法。

它通过将图像转换到频域进行处理，利用滤波器降低摩尔纹的干扰。

常用的频域滤波方法包括傅里叶变换和小波变换。

这些方法可以通过选择适当的滤波器来减少摩尔纹。

2. 双图像差异法双图像差异法是另一种常见的去除摩尔纹的方法。

该方法通过获取两幅存在摩尔纹的图像，再进行相减操作，得到一个差异图像。

差异图像中的摩尔纹将被消除或减弱，从而得到去除摩尔纹的图像。

3. 模拟图案去除法模拟图案去除法是一种基于纹理分析的方法。

该方法通过分析图像中的纹理特征，识别和去除摩尔纹所在的区域。

这种方法通常结合图像分割和纹理分析算法，能够有效地去除摩尔纹。

4. 变换域方法变换域方法是一种基于数据变换的去除摩尔纹技术。

该方法通过将图像转换到一种特定的域，如小波域或空间域，并利用变换的特性去除摩尔纹。

这种方法通常需要对图像进行多个变换和逆变换操作，以达到去除摩尔纹的效果。

四、应用领域摩尔纹自动去除技术在许多领域都有广泛应用。

在计算机图形学中，去除摩尔纹可以提高图像的质量，减少视觉疲劳。

计算机视觉技术中的变换与旋转算法详解计算机视觉是一门研究如何使计算机“看”和理解图像和视频的学科。

其中，变换与旋转算法是非常重要的技术之一。

变换与旋转算法可以将图像进行变形、旋转、缩放等操作，以实现图像处理、图像识别、图像增强等应用。

本文将详细介绍计算机视觉技术中的变换与旋转算法。

一、图像变换算法图像变换算法是指将原始图像进行变形，包括平移、缩放、剪切等操作。

根据需求，可以使用不同的变换算法来处理图像。

1. 平移变换算法平移变换是指将图像在二维平面上沿x轴和y轴方向进行移动。

平移变换的算法是通过改变图像每个像素的坐标来实现的。

具体算法如下：- 假设需要将图像沿x轴平移tx，y轴平移ty个单位，新坐标为(x', y')；- 新坐标(x', y') = 原始坐标(x, y) + (tx, ty)；- 对于所有的像素，根据上述算法计算新的坐标。

2. 缩放变换算法缩放变换是指改变图像的大小，可以放大或缩小图像。

缩放变换算法可以通过改变像素的间距来实现。

具体算法如下：- 假设原始图像大小为（m,n），缩放后的图像大小为（m',n'）；- 在缩放后的图像上，每个像素的坐标为（i',j'）；- 根据原始图像和缩放后图像的大小关系，计算新的坐标（i,j）；- 根据新的坐标（i,j），通过双线性插值或最近邻插值等算法计算像素的灰度值。

3. 剪切变换算法剪切变换是指将图像的某一部分裁剪出来并保留。

剪切变换算法可以通过改变像素的选择来实现。

具体算法如下：- 假设需要剪切的区域为[x1, x2, y1, y2]，新的图像大小为（w, h）；- 对于每个像素的坐标（i,j），- 如果新的坐标在[x1, x2, y1, y2]范围内，则保留该像素；- 根据新的图像大小（w, h），计算新的像素坐标。

二、图像旋转算法图像旋转是指将图像在平面上绕某一中心点进行旋转。

第一章数字图像处理根底1数字图像处理：将图像转换成一个数字矩阵存放在图像存储器中，然后利用计算机对图像信息进行数字运算和处理，以提高图像质量或者提取所需要的信息2数字图像获取：把客观场景发射或者发射的电磁波信息首先利用光学成像系统生成一副模拟图像，然后通过模数转换将模拟图像转换为计算机可以存储的离散化数字图像。

3采样：即图像空间坐标或位置的离散化，也就是把模拟图像划分为假设干图像元素，兵赋予它们唯一的地址。

；离散化的小区域就是数字图像的根本单元，称为像元也称像素。

量化：即电磁辐射能量的离散化，也就是把像元内的连续辐射亮度中离散的数字值来表示，这些离散的数字值也称灰度值，，因为它们代表了图像上不同的亮暗水平。

4遥感数字图像获取特征参数质量特征：⑴空间分辨率：数字图像上能被详细区分的最小单元的尺寸或大小⑵辐射分辨率传感器探测原件在接受光谱信号时，所能分辨的最小辐射度差信息量特征：⑴光谱分辨率：传感器探测元件在接收目标地物辐射能量时所用的波段数目⑵时间分辨率：对同一区域进行重复观测的最小时间间隔。

5模拟图像：在图像处理中通过某种物理量的强弱变化来记录图像亮度信息的图像6数字图像：把连续的模拟图像离散化成规那么网格并用计算机以数字的模式记录图像上各网格点亮度信息的图像7数字图像特性：①空间分布特性：1空间位置：数字图像以二维矩阵的结构的数据来描述物体，矩阵按照行列的顺序定位数据，所以物体的位置也是用行列号表示。

2形状：点状线状和面状3大小：线状物体的长度或面状物体的面积，表现为像元的集聚数量4空间关系：包含，相邻，相离三种拓扑关系②数值统计特性：对图像的灰度分布进行统计分析。

图像的灰度直方图：用来描述一幅数字图像的灰度分布，横坐标为灰度级，纵坐标为灰度级在图中出现8直方图的用途：1图像获取质量评价2边界阙值的选择3噪声类型的判断9遥感数字图像的输出特征参数：1输出分辨率：屏幕分辨率和打印的分辨率2灰度分辨率：指输出设备能区分的最小灰度差3颜色空间模型：RGB 模型CMYK模型HSI颜色模型10数字图像种类：1.黑白图像：二值数字图像，0表示黑色1表示白色；2.灰度图像：单波段图像每个像元的灰度值的取值范围由灰度量决定;3.伪彩色图像：把单波段图像的各灰度值按照一定规那么映射到颜色空间中某一对应颜色;4.彩色图像：由红绿蓝3个颜色通道的数字层组成的图像第二章数字图像存储1比特序：一个字节中8个比特的存储顺序称为比特序。

变换域图像零水印技术研究近年来,随着因特网和多媒体软件工具的流行,对数字多媒体数据的获取和未授权拷贝变得越来越容易。

随之产生的,是数字多媒体数据面临的版权保护的巨大挑战。

数字水印技术是为了解决多媒体内容版权保护问题发展出来的一种技术手段。

已有的鲁棒数字水印技术均需要在水印的不可见性和水印的鲁棒性之间取得平衡。

而且,从原理上讲,现有的鲁棒数字水印无法实现载体数据无损条件下的版权保护。

零水印技术是一种最新出现的鲁棒数字水印技术,其并不在待保护的数字图像中嵌入任何数据,而是通过提取图像的稳定特征,并与版权所有方提供的版权水印绑定,生成零水印,最后注册在独立的版权保护数据库中,实现对图像版权的保护功能。

本文在零水印框架下,研究了变换域中的图像零水印技术,提出了四种新的图像零水印算法。

本文的主要贡献如下：1、提出一种基于图像DFT(离散傅里叶变换)相位特征的零水印算法。

图像的离散傅里叶变换是图像的基本变换,理论研究表明：仅仅使用图像DFT频谱的相位信息,就能够在最小二乘意义下重建原始图像。

在图像水印系统中,多种类型的攻击方式对于图像DFT相位谱的改变主要发生在相位谱的中频和高频区域,图像DFT频谱的低频相位具有稳定性。

算法首先提取图像DFT的低频相位,之后使用Logistic映射产生的混沌序列生成随机相位,通过两个相位所确定的单位向量的内积来生成最终的特征水印位。

对于全局几何变换攻击,算法通过几何校正的方法来消除其对图像的影响。

提出了一种改进的基于广义Radon变换的几何参数计算方法,显著提高了对于旋转和缩放参数的计算精度。

混沌系统的特性保证了算法的高安全性。

2、提出一种基于SVD奇异向量稳定性的零水印算法。

在现有的基于SVD的图像零水印算法中,使用图像分块SVD后的奇异值来构造图像特征,其实质是基于图像分块的能量准则构造图像特征。

相对于奇异值而言,图像的几何结构主要由SVD奇异向量来表征。

在不同种类的攻击方式下,图像分块SVD后的奇异向量仅有最大奇异值对应的两个奇异向量U1和V1是稳定的。

变换域数字图像水印算法研究的开题报告1. 研究背景和意义随着互联网和数字化技术的不断发展，数字图像成为了人们传播信息的主要媒介。

在数字图像的传输和存储过程中，往往存在着各种风险和威胁，例如图像盗用、篡改、传播等等。

为了保护数字图像的安全性和完整性，数字水印技术应运而生。

数字水印技术是将一些隐藏的信息嵌入到数字图像中，然后通过相关的水印算法进行检测和提取。

在数字水印技术中，变换域水印算法以其抗攻击性强、容量大、不易被发现等优势逐渐成为了数字水印技术的主要研究方向之一。

因此，本文拟对变换域数字图像水印算法进行研究和探讨，旨在探索出一种更加优秀、有效的变换域数字图像水印算法，以提高数字图像的安全性和完整性，为数字图像的传播和应用提供更加可靠的保障。

2. 研究内容和方法（1）研究内容本文拟对变换域数字图像水印算法进行研究，主要包括以下几个方面：①对数字水印技术的研究回顾，梳理数字水印技术的发展历程和研究现状；②对变换域数字水印算法的原理进行深入分析，探讨其实现过程和优劣势；③提出一种基于变换域的数字图像水印算法，并对其进行模拟和分析，评估其性能和可行性；④对比分析提出的算法和其他变换域水印算法，探究其特点和适用场景。

（2）研究方法本文采用文献综述、理论分析和实验模拟相结合的方法，对变换域数字图像水印算法进行研究和探讨。

具体方法如下：①查阅数字水印相关的文献和资料，了解数字水印技术的发展历程和研究现状；②对变换域数字水印算法的原理进行深入分析，探讨其实现过程和优劣势；③根据变换域数字水印算法的原理和特点，提出一种基于变换域的数字图像水印算法，并使用MATLAB等软件进行模拟和分析，评估其性能和可行性；④对比分析提出的算法和其他变换域水印算法，探究其特点和适用场景。

3. 预期研究成果和实际应用价值（1）预期研究成果本文拟通过对变换域数字图像水印算法的研究和探讨，提出一种更加优秀、有效的数字图像水印算法，该算法具有以下特点：①抗攻击性强：在图像处理、压缩、旋转等情况下能保证水印可靠性；②容量大：能够在数字图像中嵌入较大数量的信息；③不易被发现：水印能够和数字图像完美融合，不影响图像的观感和质量。

数字水印编码算法可以分为以下几种：
空域水印算法：直接将水印嵌入到载体上，计算简单且效率较高，但稳健性相对较差。

变换域水印算法：将水印添加到载体图像的某种变换域系数中，包括离散傅立叶变换（DFT）、离散余弦变换（DCT）、离散小波变换（DWT）等。

这类算法计算相对较复杂，但能嵌入大量比特数据而不会导致可察觉的缺陷。

Patchwork方法及纹理块映射编码方法：这两种方法都是Bender等提出的。

Patchwork是一种基于统计的数字水印，其嵌入方法是任意选择N对图像点，在增加一点亮度的同时，降低另一点的亮度值。

该算法的隐藏性较好，并且对有损的JPEG和滤波、压缩和扭转等操作具有抵抗能力，但仅适用于具有大量任意纹理区域的图像，而且不能完全自动完成。

基于扩频图像的数字水印算法：这类技术一般基于常用的图像变换，基于局部或是全部的变换，这些变换包括离散余弦变换（DCT）、小波变换（WT）、傅氏变换（FT或FFT）以及哈达马变换（Hadamard transform）等等。

其中基于分块的DCT是最常用的变换之一，现在所采用的静止图像压缩标准JPEG也是基于分块DCT的。

此外，数字水印编码算法还可以根据检测方式、嵌入对象等进行分类。

在实际应用中，选择何种算法取决于具体需求和目标。

利用HAS掩蔽效应的变换域语音隐写算法摘要基于人耳听觉掩蔽效应，本文提出了在DCT域实现信息嵌入的新算法。

文中选用中低频14~16Bark中，在掩蔽阈值以下的频率分量作为嵌入点，对该嵌入点的DCT系数以一定嵌入强度作修改来实现秘密信息的嵌入。

嵌入强度则由DCT系数的统计特性来确定。

本文选用语音信号为宿主载体，经过仿真实验证明，带有秘密信息的载体与原始载体无听觉差异，在无攻击情况下，可以很好的提取嵌入信息；在经过滤波、加噪等攻击后，依然可以较好提取秘密信息。

关键词隐写术；DCT；掩蔽阈值；语音信号1 引言信息隐藏技术有着悠久的历史，其中隐写术（Steganography）和数字水印（Digital Watermark）是目前研究比较广泛和热烈的课题。

他们都是利用人类感觉器官的不敏感以及多媒体数据中存在的冗余，将秘密信息或版权信息隐藏到宿主载体信息中，以达到隐蔽通信以及版权保护的目的。

而不同的是，隐写术保护的是被嵌入的秘密信息，而数字水印要保护的是载体内容。

近年来有关语音隐写技术方面的研究发展很快,很多基于HAS的方法被提出,常用的有以下几种方法：(1)最不重要位法(LSB)。

它是通过将语音信号的部分采样值的最小权值位用代表秘密数据的二进制位替换达到将秘密信息隐藏到语音中去的目的。

在接收端,只需要从相应位置提取出秘密信息比特即可。

LSB(Least Significant Bit)算法简单易实现，信息嵌入和提取的速度快，可以隐藏的数据量大，但是其安全性很差，攻击者只需要对信道简单地加上噪声干扰或者对数据进行重采样和压缩编码等处理都会造成整个隐秘信息的丢失。

(2)相位隐藏法。

它是利用人耳听力系统对声音绝对相位不敏感的特性，用代表秘密信息的参考相位代替语音信号的绝对相位。

为保证信号间的相对相位不变，所有随后信号的绝对相位也同时改变。

在接收端，根据同步机制进行相位检测。

相对于LSB算法，相位隐藏法所能隐藏的数据量较小，但是在抗攻击方面，尤其是在抵抗噪声攻击方面比LSB算法有明显的改善。

摘要数字水印技术近年来得到了较大的发展，基于变换域的水印技术是目前研究的热点。

数字水印是利用数字作品中普遍存在的冗余数据和随机性，把标识版权的水印信息嵌入到数字作品中，从而可以起到保护数字作品的版权或其完整性的一种技术。

一个有效的数字水印系统至少具备以下三个最基本的特性：1.安全性：数据信息隐藏于数据图像中，不是文件头中，文件格式的变换不应导致水印信息的丢失。

2.隐蔽性：在数字图像作品中嵌入数字水印不会引起图像明显的降质，即含水印的图像与原始图像对人的感觉器官的刺激应该是无差别或差别很小，主观感觉变化很小。

3.鲁棒性：是指在经历有意或无意的信号处理过程后，水印信息仍能保持完整性或仍能被准确鉴别。

另外还有通用性、惟一性等特性。

数字水印的基本应用领域是版权保护、隐藏标识、认证和安全不可见通信等。

本文提出了一种基于dct域的Matlab水印算法，实验结果表明这种算法具有较好的性能，实现的水印具有不可见性,而且具有较好的鲁棒性。

关键词：数字水印；DCT变换；Matlab程序IAbstractDigital watermark technology in recent years have seen great development, based on changing domain watermark technology is being studied. Digital watermark is the use of digital works prevailing in the redundant data and random nature of the logo copyright watermark information embedded in the digital works, so as to protect digital copyright or the integrity of a technology.An effective Digital watermark system at least the following three basic characteristics: 1. Security of data and information hidden in the digital image, not document and the format of the change should not lead to watermark information is missing. 2. hidden in the digital image works that are embedded in Digital watermark there is no image clear of quality, shallow the image of Original image of the People' s receptor of incentives should be no difference or very different, subjective feeling very little has changed. 3. robust, is an experienced intentionally or unintentionally signal processing, watermarks information has been able to maintain integrity or continue to be accurate identification. In addition, only a general nature and characteristics. Digital watermark and applied basic areas of copyright protection, hidden identification, authentication and security cannot see communications.This article presents a based on dct domain Matlab watermark algorithm results table this methodology with a better performance in achieving the watermark is see, and a fairly good robust.Key words: Digital watermarking; DCT transform; Matlab programII目录摘要 (I)Abstract........................................................................................................................................ I I 引言 ............................................................................................................................................ - 1 - 第一章数字水印基本理论及其在通信工程中的应用 .............................................. - 3 -1.1数字水印的历史及国内外发展现状............................................................................ - 3 -1.2数字水印的定义和基本特点 ...................................................................................... - 5 -1.3数字水印的一般模型 .................................................................................................. - 6 -1.4各种数字水印算法 ...................................................................................................... - 7 -1.5数字水印技术的一些局限 .......................................................................................... - 9 - 第二章可实现数字水印技术的高效实用工具——MATLAB...................................... - 17 -2.1 Matlab简介 .............................................................................................................. - 17 -2.2 Matlab的应用 ........................................................................................................ - 17 -2.3 Matlab函数介绍 .................................................................................................... - 18 - 第三章离散余弦变换（DCT）算法介绍....................................................................... - 21 -3.1 离散余弦叶变换的简介 ......................................................................................... - 21 -3.2 离散余弦变换水印嵌入算法.................................................................................. - 23 -3.3 离散余弦变换水印提取算法.................................................................................. - 24 -3.4 离散余弦变换水印算法原理框图.......................................................................... - 24 -3.5分块的离散傅里叶变换 ............................................................................................ - 26 - 第四章离散余弦变换（DCT）算法的MATLAB程序及运行结果比较 .................. - 28 -4.1 MATLAB程序 ............................................................................................................ - 28 -4.2 运行结果比较 ......................................................................................................... - 31 -4.3 实验结果总结分析 ................................................................................................. - 38 - 参考文献.................................................................................................................................. - 39 - 致谢...................................................................................................................................... - 40 -IV引言随着计算机网络通信技术的发展，信息媒体的数字化为信息的存取提供了极大的便利性，同时也显著提高了信息表达的效率和准确性；数据的交换和传输变成了一个相对简单的过程，人们借助于计算机、数字扫描仪、打印机等电子设备可以方便、迅速地将数字信息传输到任何地方。