数字图像课设——数字水印.doc

- . z 数字图像处理 课程设计报告 课设题目： 数字水印 学 院： 信息科学与工程学院 专 业： 电子与信息工程 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 2013 年 12月 27日 - . z - PAGE II - - . z 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 一. 课程设计任务 1 二. 课程设计原理及设计方案 2 三. 课程设计的步骤和结果 3 四. 课程设计总结 4 五. 设计体会 5 六. 参考文献 6 - . z 课程设计任务 设计内容及要求： 为保护数字图像作品的知识产权，采用数字水印技术嵌入水印图像于作品中，同时尽可能不影响作品的可用性，在作品发生争执时，通过提取水印信息确认作品。通常情况下，水印图像大小要远小于载体图像，嵌入水印后的图像可能遇到噪声、有损压缩、滤波等方面的攻击。因此，评价水印算法的原则就是水印的隐藏性和抗攻击性。根据这一要求，设计水印算法。 〔1〕、查阅文献、了解数字水印的根本概念。 〔2〕、深入理解一种简单的数字水印嵌入与提取方法。 〔3〕、能够显示水印嵌入前后的载体图像。 〔4〕、能够显示嵌入与提取的水印。 〔5〕、选择一种以上攻击方法，测试水印算法的鲁棒性等性能。 课程设计原理及设计方案 2.1数字水印技术 数字水印技术是一种将特制的不可见的标记,利用数字内嵌的方法隐藏在数字图像、声音、文档、图书、视频等数字产品中, 用以证明原始作者对其作品的所有权, 并作为鉴定、起诉非法侵权的证据, 同时通过对水印的探测和分析, 验证数字信息的完整可靠性, 从而成为知识产权保护和数字多媒体防伪的有效手段。数字水印是永久镶嵌在其它数据( 宿主数据) 中具有可鉴别性的数字信号或模式, 而且不影响宿主数据的可用性。数字水印技术是利用人类视觉系统(HVS) 的冗余, 通过一定的算法在数字信息中参加不可见标记, 但不影响数据的合理使用和价值, 并且不能被人的知觉系统觉察到, 起到证明作品的归属的作用。除非对数字水印具有足够的先验知识, 任何破坏和消除水印的企图都将严重破坏图像质量。 不同的应用对数字水印的要求不尽一样, 一般认为数字水印应具有如下特点: 平安性:数字水印中的信息应是平安的, 难以被篡改或伪造, 同时有较低的误检测率。只有被授权者能够检测、恢复和修改水印。能充分可靠地证明所有者对特定产品的所有权。 隐形性:数字水印应是不可知觉的, 即数字水印的存在不应明显干扰被保护的数据, 不影响被保护数据的正常使用。 密匙唯一性: 不同的水印密匙不应产生一样的水印, 即对于一种水印只有唯一的检测方法才能对其进展检测和抽取。 稳健性(鲁棒性):指水印算法有较强的抗攻击能力, 即水印信息经过一些常见的改变后仍具有较好的可检测性。这些改变包括常见的图像处理、几何变换和几何失真等。 自恢复性:即水印信息经过一些操作或变换后,可能会使原图产生较大的破坏, 如果仅从留下的片段数据便能恢复出水印信息, 而且恢复过程无须原始图像。 具有上述特点的水印才是严格意义上的数字水印, 但由于对数字水印的定义尚未统一, 许多文献中讨论的数字水印并不具备上述特点, 或者仅具有局部上述特点。 水印的生成： 水印信号分为无意义水印信号和有意义水印信号两种。无意义水印信号的产生通常基于伪随机数发生器或混沌系统, 产生的水印信号往往需要进一步的变换以适应水印嵌入算法的需要。有意义水印信号包括二值图像、灰度图像和彩色图像等。有意义的图像可以直接作为水印嵌入到载体数据中, 但是为了增强水印的平安性, 一般需要先对水印进展加密预处理, 处理的方法包括使用m序列进展扩频、对水印信号进展位分解、利用图像的置乱对水印进展预处理等。 数字水印生成过程的一般流程如下： 图1：水印生成 水印提取： 水印的提取与检测是一个在有噪信道中弱信号的检测问题, 最终目的在于判断水印信号是否存在或把水印提取出来。在对提取的水印和原始的水印进展判断和检测的过程中, 可以通过输出一个0- 1 决策来判断水印有无。设C 为相关检测函数, W 为原始水印, W* 为提取水印, K 为密钥, d 为决策阈值, 则有: 水印提取与检测过程的一般流程图如下 图2：水印提取 2.2数字水印常用算法 早期人们对