数字水印典型算法 毕业设计论文.doc

目 录 1 绪论 1 1.1 选题的背景 1 1.2 选题的目的 1 1.3 选题的意义 2 1.4 国内外数字水印研究现状 2 1.4.1 对空间域水印技术的研究 3 1.4.2 对变换域水印技术的研究 3 1.5 本课题研究内容 5 2 数字水印技术理论概述 6 2.1数字水印的基本概念 6 2.2数字水印的基本特征 6 2.3 数字水印的基本理论框架 6 2.3.1 数字水印嵌入的理论框架 7 2.3.2 数字水印提取的理论框架 7 2.4 数字水印的分类 9 2.5 数字水印的鲁棒性问题和攻击行为 10 2.5.1 数字水印的鲁棒性问题 10 2.5.2 数字水印的攻击行为 11 3 图像预处理算法实现 13 3.1 引言 13 3.2 图像二值化处理 13 3.2.1图像二值化的实现代码 13 3.3 图像平滑处理 14 3.3.1 图像平滑处理代码 14 3.4 图像锐化处理 15 3.4.1 图像锐化处理代码 15 3.5 图像缩放处理 16 3.5.1 图像缩放处理代码 16 3.6 图像灰度化处理 17 3.6.1图像灰度化处理 17 4 数字水印典型算法 19 4.1 基于傅里叶变换的数字水印算法 19 4.1.1 引言 19 4.1.2 基于Arnold变换的图像置乱算法 19 4.1.3 嵌入算法原理 20 4.1.4 提取算法原理 22 4.1.5 实验结果及分析 24 4.2 基于离散余弦变换的数字水印算法 25 4.2.1 离散余弦变换水印嵌入算法 26 4.2.2 离散余弦变换水印提取算法 27 4.2.3 实验结果及分析 28 4.3 基于小波变换的数字水印算法 30 4.3.1 小波变换水印的嵌入算法 31 4.3.2 小波变换水印的提取算法 31 4.3.3实验结果及分析 32 5 参考文献 34 6 致 谢 35 附录A 图像预处理代码 36 附录B 傅里叶变换的数字水印嵌入提取源码 38 附录C 离散余弦变换(DCT)的数字水印嵌入提取源码 51 附录D 小波变换(DWT)的数字水印嵌入提取源码 55 1 绪论 随着社会信息化的发展，信息在社会中的地位和作用越来越重要。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。特别是随着计算机网络通讯技术的发展，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所期望的地方。随之而来的副作用是这些数字形式的数据文件或作品使有恶意的个人和团体有可能在没有得到作品所有者的许可下拷贝和传播有版权的内容，例如，现代盗版者仅需轻点几下鼠标就可以获得与原版一样的复制品，并以此获取暴利；而一些具有特殊意义的信息，如涉及司法诉讼、政府机要等信息，则会遭到恶意攻击和篡改伪造等等。 1.1 选题的背景 一系列数字化技术本身的可复制和广泛传播的特性所带来的负面效应，已成为信息产业健康持续发展的一大障碍，目前，数字媒体的信息安全、知识产权保护和认证问题变得日益突出，且已成为数字世界中一个非常重要和紧迫的议题。尤其是数字产品在网络中发布、传输存在的安全性问题。 “信息提供者”是数字产品的版权所有者，他们通过网络发布数字产品。“信息消费者”是数字产品的消费者，他们希望通过网络接受到数字产品（因为网络可以减少不必要的成本，如邮费等）。“攻击者”是非法用户、未经授权的供应者和蓄意破坏者的总称，他们未经合法版权所有者的许可，重新发布产品或有意破坏原始作品并重新发布其不可信版本。从而信息消费者难免间接收到盗版的副本。数字产品受到的间接攻击主要来自两个方面： 一、恶意篡改 修改数字产品的内容，使得合法用户接收到的数字产品不真实、不可靠、甚至失去原有的使用价值。 二、侵犯版权 1.非法使用：未经版权所有者的容许非法复制或翻印数字产品。 2.非法转卖：未经版权所有者的容许将数字产品转卖。 3.破坏版权：将数字产品所携带的版权信息消除，使得该产品得不到正当的保护。 1.2 选题的目的 以前解决数字产品安全的问题是通过密码学方法完成的，即首先将数字产品加密成密文然后发布，使得网络传输过程中的非法攻击者无法从密文中获得机密信息，从而达到信息安全的目的，但这并不能完全解决问题，一方面加密后的文件因其不可理解性而大大妨碍了信息的传播，另一方面文件解密后内容完全透明，将不再受到保护，无法幸免于盗版和侵权。因而传统的密码学方法已经受到了十分严峻的挑战。 在这种情况下，信息隐藏技术引起了人们的高度重视。信息隐藏是将有用的或重要的信息隐藏于其他信息里面以掩饰其存在。由其发展和演变而来的数字水印技术成为了当前国际学术界研究的一个前沿方向和热点。 在数字产品