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湖南涉外经济学院毕业设计（论文）题目DWT域数字图像水印技术的研究与实现作者学部电气与信息工程学部专业通信工程学号指导教师黄彩云二〇一一年五月十日湖南涉外经济学院毕业设计（论文）任务书电气与信息工程学部通信工程系系（教研室）主任:（签名） 2010 年 12 月 18 日学生姓名: 学号: 专业: 通信工程1 设计（论文）题目及专题： DWT域数字图像水印技术的研究与实现2 学生设计（论文）时间：自 2011 年 1 月 8 日开始至 2011 年 4 月 25 日止3 设计（论文）所用资源和参考资料：[1] 陈武凡.小波分析及其在图像处理中的应用[J].科学出版社,2002, [2] 何东健.数字图像处理[J].西安电子科技大学出版社,2003，[3] 陈书海，傅录祥.实用数字图像处理[J].科学出版社,2005. [4] 陈桂明.应用MATLAB语言处理数字信号与数字图像[J].北京科学出版社,2000. [5] 汪小帆,戴跃伟,茅耀斌.信息隐藏技术方法与应用[J].北京机械工业出版社,2001.4 设计（论文）应完成的主要内容：就对目前数字水印技术的发展状况，包括数字水印的基本特征及分类，数字水印处理系统的基本框架以及目前的一些主要算法进行了论述。
最后围绕数字水印的两个最重要的特点——隐蔽性和鲁棒性进行考虑，设计并实现了一个完整的水印系统。
5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：(1) 撰写设计报告；(2) 设计报告要求字数达2万字，提供电子版和文字版；(3) 设计报告包括目录、中英文摘要、关键词、方案选择及确定、技术要求、设计过程及参数计算、软件流程图及源程序、调试方法及步骤、小结等；(4) 提供电路原理图，要求用A0或A1图纸描绘。
6 发题时间： 2010 年 12 月 18 日指导教师：（签名）学生：（签名）湖南涉外经济学院毕业设计（论文）指导人评语[主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价]指导人：（签名）年月日指导人评定成绩：毕业设计（论文）评阅人评语[主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价]评阅人：（签名）年月日评阅人评定成绩：毕业设计（论文）答辩记录日期：学生：江堃学号： 200703402205 班级：通信工程0702 题目：DWT域数字图像水印技术的研究与实现提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1 设计（论文）说明书共页2 设计（论文）图纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计（论文）答辩委员会评语：[主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价]答辩委员会主任：（签名）委员：（签名）（签名）（签名）（签名）答辩成绩：总评成绩：摘要随着计算网络和多媒体技术的快速发展，特别是Internet的普及，信息安全问题日益突出。
基于模式识别技术的数字图像水印算法设计与实现数字水印技术已经成为了保护数字媒体内容的重要手段之一，其中基于模式识别的数字图像水印算法是一种较为常见的方法。
本文将着重探讨基于模式识别技术的数字图像水印算法设计与实现的过程。
一、数字图像水印技术简介数字图像水印技术是将信息嵌入到数字图像中，在不影响原有图像信息的前提下，以保护图像版权和防伪等目的。
数字图像水印可以分为盲水印和非盲水印两种，其中非盲水印需要原始图像作为解密时的比对参考，而盲水印则不需要。
目前，数字水印技术的应用越来越广泛，如音视频媒体、文献资料、软件程序等，因此对数字水印技术的研究与应用也越来越深入。
二、基于模式识别的数字图像水印算法设计基于模式识别的数字图像水印算法主要利用图像自身的特征，将水印嵌入到图像的纹理中。
这种算法具有良好的可见度和鲁棒性，同时也能有效地抵御一些攻击手段，如JPEG压缩、旋转、缩放等。
基于模式识别的数字图像水印算法主要包括以下步骤:1. 选择合适的水印模式。
水印模式一般是由一些比较简单的图形或文字组成，如线条、字母、数字等。
水印模式应该尽可能符合图像本身的特征，以提高水印的可见度和鲁棒性。
2. 对水印进行加密处理。
为了保证水印的安全性，一般采用加密技术对水印进行加密处理。
常用的加密方法有AES、DES等对称加密算法和RSA、ECC等非对称加密算法。
3. 计算水印的嵌入位置。
一般需要对图像进行分块，并将水印嵌入到每个块的纹理中。
对于嵌入位置的选择，可以根据图像的不同特征，如亮度、色调、纹理等进行选择，以保证水印的可见度和鲁棒性。
4. 将加密后的水印嵌入到图像的纹理中。
可以利用一些比较常用的嵌入算法，如DCT变换、DWT变换等。
5. 提取水印。
在接收端，通过类似的算法对图像进行处理，从而可以提取出嵌入的水印。
提取水印的过程可以分为两步，即定位和解密。
首先根据水印的嵌入位置，找到水印所在的区域，然后利用相应的解密算法将水印解密出来。
摘要数字水印(Digital Watermarking)技术是我们生活中经常见到的信息隐藏技术。
它将一些标识信息(即数字水印)直接嵌入数字载体中，但不影响原载体的使用价值，也不容易被人的知觉系统觉察或注意到。
空间数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向，另一类是频率数字水印。
空间数字水印采用最低有效位(LSB)算法,通过修改表示数字图像的颜色或颜色分量的位平面,调整数字图像中感知不重要的像素来表达水印的信息,以达到嵌入水印的目的。
本实验是基于matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现。
关键词：信息隐藏技术；空间数字水印； LSB算法；matlab目录1 设计任务与目的 (1)2 MATLAB的简介及应用 (1)2.1 MATLAB简介 (1)2.2 MATLAB应用 (1)3 数字水印技术 (2)3.1 数字水印技术的发展 (2)3.2 水印分类 (2)3.3 数字水印的特点 (3)3.4 数字水印技术的基本原理 (4)4 基于LSB的数字水印算法 (5)4.1 LSB算法原理 (5)4.2 LSB算法的实现 (6)4.2.1 水印嵌入算法 (7)4.2.2 水印提取算法 (9)5 MATLAB软件仿真 (11)5.1 仿真结果 (11)5.1.1 水印嵌入仿真 (11)5.1.2 水印提取仿真 (12)5.2 仿真分析 (13)结论 (14)参考文献 (15)基于Matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现1 设计任务与目的(1)通过课程设计把自己在大学中所学的知识应用到实践当中。
(2)在课程设计的过程中掌握程序编译及软件设计的基本方法。
(3)深入了解利用Matlab设计基于Matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现。
(4)提高自己对于新知识的学习能力及进行实际操作的能力。
(5)锻炼自己通过网络及各种资料解决实际问题的能力。
2 MATLAB的简介及应用2.1 MATLAB简介MATLAB 是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
基于Matlab的数字水印设计――基于DCT域的水印实现沈阳理工大学数字图像处理课程设计摘要数字水印（Digital Watermark）技术是指用信号处理的方法在数字化的多媒体数据中嵌入隐蔽的标记，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。
随着数字水印技术的发展，数字水印的应用领域也得到了扩展，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。
当数字水印应用于版权保护时，潜在的应用市场在于电子商务、在线或离线地分发多媒体内容以及大规模的广播服务。
数字水印用于隐藏标识时，可在医学、制图、数字成像、数字图像监控、多媒体索引和基于内容的检索等领域得到应用。
数字水印的认证方面主要ID卡、信用卡、ATM卡等上面数字水印的安全不可见通信将在国防和情报部门得到广泛的应用。
本文主要是根据所学的数字图象处理知识，在MATLAB环境下，通过系统编程的方式，建立并实现基于DCT域的数字水印加密系统。
该系统主要包含数字水印的嵌入与提取，仿真结果表明，数字水印算法具有有效性、可靠性、抗攻击性、鲁棒性和不可见性，能够为数字媒体信息在防伪、防篡改、认证、保障数据安全和完整性等方面提供有效的技术保障。
关键词：数字水印；MATLAB；DCTI沈阳理工大学数字图像处理课程设计目录1 课程设计目的 ........................................................................... ............................... 1 2 课程设计要求 ........................................................................... ............................... 2 3 数字水印技术基本原理 ........................................................................... (3)3.1 数字水印基本框架 ........................................................................... ............. 3 3.2 算法分类 ........................................................................... .. (3)3.2.1 DCT法 ........................................................................... ...................... 4 3.2.2 其他方法 ........................................................................... ................... 4 3.3 实际需要考虑的问题 ........................................................................... (4)3.3.1 不可见性 ........................................................................... ................... 4 3.3.2 鲁棒性 ........................................................................... ....................... 5 3.3.3 水印容量 ........................................................................... ................... 5 3.3.4 安全性 ........................................................................... .. (5)4 基于DCT变换仿真 ........................................................................... (6)4.1 算法原理 ........................................................................... .. (6)4.1.1 准备工作 ........................................................................... ................... 6 4.1.2 选取8*8变换块 ........................................................................... ....... 7 4.1.3 边界自适应 ........................................................................... ............... 7 4.1.4 DCT变换与嵌入 ........................................................................... ...... 7 4.1.5 恢复空域 ........................................................................... ................... 8 4.2 嵌入算法扩展 ........................................................................... (8)4.2.1 RGB彩色图像三个矩阵的划分 ........................................................ 8 4.2.2 八色彩色水印 ........................................................................... ........... 8 4.3 水印的提取 ........................................................................... ......................... 9 4.4 仿真程序 ........................................................................... ............................. 9 5 结果分析 ........................................................................... ..................................... 14 结束语 ........................................................................... ............................................... 16 参考文献 ........................................................................... . (17)II沈阳理工大学数字图像处理课程设计1 课程设计目的数字水印技术是用信号处理的方法在数字化的多媒体数据中嵌入隐蔽的标记，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。
课程设计任务书学生姓名：蒋立豪专业班级：通信1303班指导教师：李瑞芳工作单位：信息工程学院题目: 数字水印算法设计初始条件：设计任务：学习掌握一种数字水印算法，选择两幅图像分别作为版权图像和水印图像，采用水印嵌入算法成生含水印图像。
采用水印提取算法，提取出嵌入水印。
并对水印算法的鲁棒性进行测试。
（1）掌握一种数字水印的嵌入与提取算法原理；（2）编写出水印嵌入算法的matlab程序，并给出水印嵌入前后的版权图像，并对嵌入效果进行分析说明；（3）编写出水印提取算法matlab程序，并给出水印原图和提取出的水印图像，并对水印的提取效果进行分析说明；（4）进行水印的抗攻击实验，噪声攻击，剪切攻击，缩放攻击，压缩攻击等。
测定提取前后水印的峰值信噪比(PSNR)和相关性(NC)；时间安排：指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要 (I)Abstract (II)1 MATLAB概述 (1)1.1 MATLAB的优点 (1)2 数字水印概述 (2)2.1 数字水印技术的应用领域 (2)2.2 数字水印的基本特点 (4)2.3 数字水印的分类 (5)2.4 数字水印技术的研究动态 (7)3 典型的数字水印算法 (8)3.1 空域算法 (8)3.2 变换域算法 (8)3.3 压缩域算法 (10)3.4 NEC算法 (11)3.5 生理模型算法 (11)4 DCT算法的概述 (12)4.1. 离散余弦变换(DCT)的定义 (12)4.2 离散余弦变换(DCT)水印嵌入算法 (14)4.3 离散余弦变换(DCT)水印提取算法 (14)4.4 离散余弦变换(DCT)水印算法原理框图 (14)5 抗攻击实验 (16)5.1 水印嵌入和提取 (16)5.2 抗攻击实验 (19)5.2.1 噪声攻击 (20)5.2.2 滤波攻击 (21)5.2.3 压缩攻击 (22)5.2.4 剪切攻击 (23)5.2.5 旋转攻击 (24)6 小结与体会 (26)参考文献 (27)附录 (28)随着计算机通信技术和互联网的迅速发展，数字多媒体的传播业越来越方便快捷。
摘要数字水印(Digital Watermarking)技术是我们生活中经常见到的信息隐藏技术。
它将一些标识信息(即数字水印)直接嵌入数字载体中，但不影响原载体的使用价值，也不容易被人的知觉系统觉察或注意到。
空间数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向，另一类是频率数字水印。
空间数字水印采用最低有效位(LSB)算法,通过修改表示数字图像的颜色或颜色分量的位平面,调整数字图像中感知不重要的像素来表达水印的信息,以达到嵌入水印的目的。
本实验是基于matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现。
关键词：信息隐藏技术；空间数字水印； LSB算法；matlab目录1 设计任务与目的 (1)2 MATLAB的简介及应用 (1)2.1 MATLAB简介 (1)2.2 MATLAB应用 (1)3 数字水印技术 (2)3.1 数字水印技术的发展 (2)3.2 水印分类 (2)3.3 数字水印的特点 (3)3.4 数字水印技术的基本原理 (4)4 基于LSB的数字水印算法 (5)4.1 LSB算法原理 (5)4.2 LSB算法的实现 (6)4.2.1 水印嵌入算法 (7)4.2.2 水印提取算法 (9)5 MATLAB软件仿真 (11)5.1 仿真结果 (11)5.1.1 水印嵌入仿真 (11)5.1.2 水印提取仿真 (12)5.2 仿真分析 (13)结论 (14)参考文献 (15)基于Matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现1 设计任务与目的(1)通过课程设计把自己在大学中所学的知识应用到实践当中。
(2)在课程设计的过程中掌握程序编译及软件设计的基本方法。
(3)深入了解利用Matlab设计基于Matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现。
(4)提高自己对于新知识的学习能力及进行实际操作的能力。
(5)锻炼自己通过网络及各种资料解决实际问题的能力。
2 MATLAB的简介及应用2.1 MATLAB简介MATLAB 是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程学院题目：数字水印算法设计初始条件：MATLAB软件平台、版权图像、水印图像要求完成的主要任务：1.设计任务学习掌握一种数字水印算法，选择两幅图像分别作为版权图像和水印图像，采用水印嵌入算法成生含水印图像。
采用水印提取算法，提取出嵌入水印。
并对水印算法的鲁棒性进行测试。
2.设计要求①掌握一种数字水印的嵌入与提取算法原理。
②编写出水印嵌入算法的matlab程序，并给出水印嵌入前后的版权图像，并对嵌入效果进行分析说明。
③编写出水印提取算法matlab程序，并给出水印原图和提取出的水印图像，并对水印的提取效果进行分析说明。
④进行水印的抗攻击实验，噪声攻击，剪切攻击，缩放攻击，压缩攻击等。
测定提取前后水印的峰值信噪比（PSNR）和相关性（NC）时间安排：第18-19周。
目录摘要 (1)1数字水印概念 (2)1.1数字水印分类 (2)1.2数字水印特点 (2)2数字水印算法 (3)2.1数字水印基本模型 (3)2.2常见数字水印算法 (4)2.2.1空间域算法 (4)2.2.2变换域算法 (4)2.2.3其他算法 (5)2.3离散余弦变换（DCT算法 (5)2.3.1DCT变换公式 (5)2.3.2二维DCT的性性质 (6)2.4离散余弦变换的水印嵌入 (7)2.5离散余弦变换的水印提取 (8)3数字水印算法的MATLAB^程 (9)3.1数字水印的嵌入 (9)3.2数字水印的提取 (11)4数字水印的抗攻击实验 (12)4.1噪声攻击 (13)4.2滤波攻击 (14)4.3压缩攻击 (15)4.4剪切攻击 (16)4.5旋转攻击 (17)5小结与体会 (18)参考文献 (18)附录 (19)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。
