【正文】 equirements of digital product copyright protection technology is being more and more urgent. Therefore, digital watermarking bee a hot topic when it is proposed, many digital watermarking schemes occur . Many panies have introduced the digital watermark products. This paper introduces the concepts about the digital watermarking and the development of digital watermarking technologies,describes the basic characteristic,classification and application fields of digital watermarking. It then formulates the generic model of digital watermarking algorithm based on images and typical process of airspace digital watermarking algorithm. This paper introduces MATLAB digital watermark embedding and extraction and attack test digital watermarking algorithm based on LSB is introduced as a delegate of the digital watermarking algorithms based on special of the advantages of this algorithm is that the information embedding and extraction method is simple,and it’s speed is fast , the defect is poor robustness. We can use it’s frangibility to detect the integrity of the original data. Finally, some suggests are given out on the possible research directions in the future. Keyword: copyright protection digital watermarking airspace algorithm based on LSB frangibility IV 目 錄 1 緒論 ................................................... 1 課題研究的背景及意義 .................................... 1 國內(nèi)外研究狀況 .......................................... 1 目 前研究存在的問題 ...................................... 3 研究的若干關(guān)鍵方向 ...................................... 3 理論研究 .......................................... 3 應(yīng)用研究 .......................................... 4 2 數(shù)字水印技術(shù)概述 ........................................ 4 數(shù)字水印的基本特征 ...................................... 4 數(shù)字水印的應(yīng)用領(lǐng)域 ...................................... 5 數(shù)字水印的分類 ......................................... 5 數(shù)字水印技術(shù)原理和基本模型 .............................. 6 典型數(shù)字水印算法分析 .................................... 8 空間域算法 ........................................ 8 變換域算法 ........................................ 9 兩種不同域算法比較 ................................. 9 數(shù)字水印面臨的 攻擊 ..................................... 10 3 LSB算法理論研究 ...................................... 10 LSB 算法 介紹 ........................................... 10 LSB 算法原理及基本步驟 ................................. 11 LSB 算法的實(shí)現(xiàn) ......................................... 11 嵌入算法的 主要思路 ................................ 12 提取算法的主要思路 ................................ 12 4 在 MATLAB下的 仿真結(jié)果 及分析 ........................... 12 嵌入水印后的運(yùn)行結(jié)果 .................................. 12 提取水印后的運(yùn)行結(jié)果 .................................. 13 JPG 格式圖片的水印嵌入與提取 ........................... 14 LSB 算法的再次驗(yàn)證 ..................................... 15 魯棒性驗(yàn)證 實(shí)驗(yàn) ......................................... 17 結(jié)束語 .................................................. 19 致謝 .................................................... 19 參考文獻(xiàn) ................................................ 21 附錄 A: 外文文獻(xiàn)原文 ..................................... 22 附錄 B: 外文文獻(xiàn)翻譯 ..................................... 27 附錄 C: 程序 ............................................. 32 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 1 頁 共 34 頁 1 緒論 課題研究的背景及意義 伴隨 著高科技電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展， 到來了 一個全新的數(shù)字化 產(chǎn)品 信息時代。進(jìn)而 基于典型的空域數(shù)字水印算法過程，詳細(xì)介紹用 MATLAB 實(shí)現(xiàn)數(shù)字水印的嵌入、提取和攻擊測試的方法。隨著網(wǎng)絡(luò)信息化進(jìn)程的加速，對數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護(hù)技術(shù)的要求日益迫切。 1214周：分析試驗(yàn)結(jié)果，對比各種算法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，嘗試改進(jìn)算法。 要求以論文形式提交設(shè)計成果，應(yīng)掌握撰寫畢業(yè)論文的方法， 應(yīng)突出“目標(biāo)，原理，方法，結(jié)論”的要素，對所研究內(nèi)容作出詳細(xì)有條理的闡述。隨著數(shù)字水印技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字水印的應(yīng)用領(lǐng)域也得到了擴(kuò)展，數(shù)字水印的基本應(yīng)用領(lǐng)域是版權(quán)保護(hù)、隱藏標(biāo)識、認(rèn)證和安全不可見通信 ， 典型的水印算法是空域算法，這 類算法中典型的水印算法是將信息嵌入到隨機(jī)選擇的圖像點(diǎn)中最不重要的像素位 (LSB:least significant bits)上，這可保證嵌入的水印是不可見的。但是由于使用了圖像不重要的像素位，算法的魯棒性差，水印信息很容易為濾波、圖像量化、幾何變形的操作破壞。 進(jìn)度安排： 13周：查找資料，文獻(xiàn)。 1517周：撰寫畢業(yè)論文，完成畢業(yè)答辯。因此，數(shù)字水印一 經(jīng)提出就成為熱點(diǎn)問題，出現(xiàn)了許多數(shù)字水印方案，也有許多公司已推出了數(shù)字水印的產(chǎn)品。 數(shù)字水印的研究是從空間域開始的 ,LSB 算法是空域算法中最具有代表性的。 網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī) 的 快 速發(fā)展在 很多 方面改變了 大家 的生活。 因此 引發(fā)的 版權(quán)盜用 問題和版權(quán)保護(hù) 問題 已成為 越來越 嚴(yán)重的社會問題。在接收 那一端，通過計算機(jī)水印信號 就 被提取出來 而達(dá)到 各種目的。 數(shù)字產(chǎn)品的 知識 版權(quán)保護(hù)是數(shù)字水印發(fā)展最重要的動力，但 是伴 隨著數(shù)字水印技術(shù)的 快速 發(fā)展，其應(yīng)用 的 前景 也是 越來越廣。 數(shù)字水印技術(shù)的 這種應(yīng)用必須有較好的魯棒性、安全性和不可見性。 其中 易損水印的魯捧性 較低 ， 所以 在數(shù)字水印的 運(yùn) 用中，可以用它來 檢驗(yàn) 數(shù)字 產(chǎn) 品內(nèi)容 是否具有 完整性。 因此 數(shù)字水印技術(shù)可以利用數(shù)字化信號對人的 知覺 冗余，進(jìn)行各種信號隱陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 2 頁 共 34 頁 藏，從而實(shí)現(xiàn) 隱秘 通信。 比如后面 的 Patchwork 算法是由麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室Walter Banderf 等人提出 來的 。 當(dāng)今 使用的主要變換域算法有：離散余弦變換(Discrete Cosine Transform,DCT)、離散小波變換 (Discrete Wavelet Transform,DWT)。 其中 基于分塊的離散余弦變換是 最常用的變換 算法之一，最 原始 的基于分塊 的 離散余弦變換數(shù)字水印是 在原始數(shù)據(jù)上隱藏了 一些二進(jìn)制 的 信息。其中具有代表性的有哈工大 、 天津大學(xué)、北郵等，都是國內(nèi)投入水印技術(shù)研究 比較早 ， 并且 取得 了比 較的 好成績。我國 在 1999 年 12 月11 日，第一屆信息隱藏學(xué)術(shù)研討會由北京電子技術(shù)應(yīng)用研究所組織召開， 迄今為止 已 經(jīng)成功 舉辦了六屆， 這在 很大程度上 促進(jìn) 了國內(nèi)水印技術(shù)的 深入 研究與 快速 發(fā)展。認(rèn)清當(dāng)前數(shù)字水印研究 出現(xiàn) 的問題對于 指正 水印算法的快速發(fā)展有著 非常 重要 的 意義 [1]。 水印的兩個非常重要特性 是 魯棒性和不 能 感知性 ，自 從 數(shù)字 水印技術(shù)提出以來，水印技術(shù)研究的 其中 一個主題 就是 對這兩個 特性 的研究。 研究的若干關(guān)鍵方向 理論研究 對于 理論研究 ，對于下面這些很有價值的 問題，值得 去 深入 的 研究： (1) 選擇宿主信號和嵌 入位置。 但假如嵌入 水印 的 強(qiáng)度 過于大 ， 人們 就能感覺出來， 因此就 破壞 了原 載體 數(shù)據(jù) 的質(zhì)量 。 對于這方面的研究 也非常有意義。數(shù)字水印要得到更廣泛的應(yīng)用 ，那 必須建立一系列的標(biāo)準(zhǔn)， 比 如水印的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn) 、 嵌入水印的標(biāo)準(zhǔn)等， 每種 水印算法的 評價都應(yīng)該是建立在 一定的 標(biāo)準(zhǔn)之上。 水印 的 應(yīng)用研究還包括 對 水印協(xié)議的研究。 常常 我們要求數(shù)字水印應(yīng)具有如下基本特征： （ 1）魯棒性 （ Robustness）：字面意思為 “強(qiáng)健性、堅固性、強(qiáng)壯性 ”。 對水印要求最強(qiáng)的是 版權(quán)保護(hù)的魯棒 性水印， 能夠 抵抗惡意 性 攻擊， 但不同的是，對 易損 的 水印 和 注釋 的 水印 不需要 特別強(qiáng)調(diào)對 一些 惡意攻擊的 抵御 能力。所以在這兩者之間必須進(jìn)行折中。當(dāng)作品發(fā)生版權(quán)問題糾紛時就可以通過對作 品當(dāng)中存在的水印信息進(jìn)行提取從而確認(rèn)作品的歸屬權(quán)。 （ 5）嵌入容量 (embedding capacity)：是指載體在不發(fā)生形變的前提下可嵌入的 水印 信息量。 （ 2）標(biāo)題與注釋 將媒體的相關(guān)注釋或標(biāo)題等信息利用水印技術(shù)加入其中， 方便 自己或他 人用。因此，預(yù)覽的內(nèi)容就被自動加上 水印。 數(shù)字水印的分類 對 數(shù)字水印 的分類有很多種 ， 按照 不同的角度可以 按照下面 進(jìn)行分類： （ 1） 按 能 見性劃