【正文】 （ 2）第三層高頻 水平 方向細(xì)節(jié)子圖 （ 3）第三層 高頻 垂直方向 細(xì)節(jié)子圖 （ 4）第三層高頻對(duì)角線方向細(xì)節(jié)子圖 圖 45 第三層子圖的直方圖操作 表 41 三層小波分解系數(shù)統(tǒng)計(jì) 圖塊 最大值 最小值 平均值 LL3 +03 +03 LH3 HL3 HH3 LH2 HL2 HH2 LH1 HL1 HH1 1． 00 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 20xx 屆 本科 畢業(yè)論文 26 根據(jù) 表 41 可以看出第一層子帶絕大部分的小波系數(shù)絕對(duì)值相對(duì)較小 ，所以所攜帶的能量也相對(duì)較少。 實(shí)驗(yàn)使用 512 512 的經(jīng)典 Lena 作為處理圖像對(duì)其進(jìn)行三級(jí)小波分解，得到結(jié)果如下圖所示： （ 1） LL1 (2)LH1 (3)HL1 (4)HH1 圖 42 小波一級(jí)分解子圖 （ 1） LL2 (2)LH2 (3)HL2 (4)HH2 圖 43 小波二級(jí)分解子圖 （ 1） LL3 (2)LH3 (3)HL3 (4)HH3 圖 44 小波三級(jí)分解子圖 分別對(duì)每個(gè)低頻子圖進(jìn)行直方圖 ，比較四個(gè)圖像塊分別頻率和能量變化，如下 分析 ： （ 1） 對(duì) LL3 進(jìn)行畫直方圖操作 ，可以看到 該 圖像塊攜帶有圖像大部分內(nèi)容，集中在低頻部分 ，內(nèi)含圖像信息 及能量更多 。 上文介紹的是基于一維小波變換系數(shù)，在二維變換情況下，可以把各個(gè)系數(shù)分別擴(kuò)展 到二維函數(shù)即可，二維小波變換是根據(jù)二維小波 ( ) , ( ) , ( )H V DM x M x M x函數(shù)和尺度函數(shù) ()x? 定義，其中 ()HMx表示垂直方向的變化函數(shù)， ()VMx表示水平方向的變化函數(shù)， ()DMx表示對(duì)角線方向的變化函數(shù) 。 可以看出 ,本算法對(duì)于 基于JPEG壓縮攻擊有著 異常強(qiáng)大的抵抗性能 。 （ 5）旋轉(zhuǎn) 對(duì)圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn) 從數(shù)學(xué)角度觀點(diǎn)來看 圖像 ，實(shí)際就是圖像 內(nèi)部 像素 點(diǎn)的位置信息發(fā)生大規(guī)模改變， 而 水印 信息嵌入是對(duì)稱性 的 因此在提取時(shí) 會(huì)發(fā)生無法找到目標(biāo)信息的現(xiàn)象 。( , ) ( , )k k iF u v F u v w??? （ 35） 其中 39。圖像置亂的本質(zhì)就是按一定的規(guī)則移動(dòng)各個(gè)像素點(diǎn)的位置，破壞圖像的基本組成部分。根據(jù)頻域特性我 們知道 ， DC 直流 系數(shù)所攜帶的能量遠(yuǎn)大于交流系數(shù) AC 所攜帶的 ，但是實(shí)際實(shí)驗(yàn)表明 如果將水印嵌入 直流系數(shù) 中 會(huì)帶來塊狀效應(yīng)，所以為了使圖像不影響使用一般將水印嵌入交流系數(shù)之中。因此原則上對(duì) 圖像 做出的修改必須 要小于 JND 值 [29]。根據(jù)本人實(shí)驗(yàn) 圖像 PSNR值在 20dB以上水印的隱蔽性基本可以得到保障 。( )( , 39。 例如 在水印系統(tǒng)中 嵌入了一個(gè)或者多個(gè)偽造的水印 信息通過混淆水印檢測(cè)器對(duì)真正的 水印 信息的檢測(cè)提取，縱然真實(shí)的水印信息 存在 系統(tǒng)中但 失去了唯一性 ，亦不能正確提取 [28]。這種攻擊試圖破壞載體數(shù)據(jù)和水印的同步性。實(shí)際上在表達(dá)攻擊中不對(duì)任何原始圖像的像素值進(jìn)行 改變， 由于普通的 水印方案 一般 要求嵌入了水印的圖像 要正確地對(duì)齊 ， 但 此類 攻擊 方法便是 嵌入一個(gè) 沒有 對(duì)齊的水印 圖像。例如 濾河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 20xx 屆 本科 畢業(yè)論文 10 波、加噪聲、替換、壓縮等 。 對(duì)圖像做 n 次 Arnold 位置變換的表達(dá)式為 ? ?39。, 39。 （ 3）生理模型算法 人的生理模型包括人類視覺系統(tǒng) (HVS)和人類聽覺系統(tǒng) (HAS)。 對(duì)低頻部分 繼續(xù)分解， 就可以繼續(xù) 產(chǎn)生三個(gè)高頻 子 帶系列 LH HL HH2 和一個(gè)低頻帶 LL2。 變換域水印算法 基于變換域的水印系統(tǒng)的 算法中，水印算法 的基本思維就是采用 擴(kuò)展頻譜通信技術(shù) 進(jìn)行水印嵌入 。 本文主要研究的就是基于變換域下的明文魯棒數(shù)字水印技術(shù)研究。 （ 2） 易損水印 系統(tǒng) ， 在作用上可以說和 魯棒水印 系統(tǒng) 的 技術(shù)特點(diǎn)完全 相反，易損數(shù)字水印 系統(tǒng) 主要 希望在目標(biāo)圖像數(shù)據(jù) 內(nèi)容發(fā)生 一定的 改變時(shí)， 嵌入其中的 水印信息 可以 發(fā)生 對(duì)應(yīng) 的改變，從而 在提取時(shí) 可以鑒定原始 目標(biāo)圖像 數(shù)據(jù)是否被 惡意 篡改 使用 。 （ 4）水印容量 :在保證 圖像數(shù)據(jù) 質(zhì)量的前提下，盡量將 更多的實(shí)用信息嵌入原始圖像數(shù)據(jù)中。 第五章 算法之間的比較， 對(duì)本文所研究的兩種算法進(jìn)行定量分析，用圖表進(jìn)行直觀的比較。 數(shù)字水印算法 發(fā)展 到 目 前為止可以分為兩代，第一代水印算法大多作用在整個(gè)圖像中，缺點(diǎn)甚多 。 Huang 等人 用 奇異值分解 技術(shù) 和 DCT 變換相結(jié)合 ，創(chuàng)造了一種新的算法 [16]。 不過 咱們 國家對(duì)數(shù)字水印技術(shù) 卻 是 十 分的 重視 ， 引入數(shù)字水印概念后 國家先后舉辦了 5 次信息隱藏技術(shù)研討會(huì)， 具體就是 討論如何 將 數(shù)字水印 技術(shù)運(yùn)用 到 社會(huì)的 各個(gè)領(lǐng)域中 ， 造福社會(huì) [11]。 真正類似今天的 水印 技術(shù) 可以追述到 8 世紀(jì)末或 9 世紀(jì)初， 由 中 國唐代造紙工匠首創(chuàng)，他們 在 造紙的 竹簾 模型 上 用 絲線編織花紋 ， 花紋 的處理 比 竹 簾 本身 突出一些，故成紙時(shí)相對(duì)應(yīng) 有花紋 的部位纖維交織得薄一些，則透光程度高一些 ， 于是 就可以 得到 類似今天 水印 的 效果 [7]； 13 世紀(jì)意大利工匠在抄紙網(wǎng)上 編織出字母、數(shù)字或圖案，使 造紙機(jī)上 的 修飾裩（水印裩） 留 有水印 圖案 ， 當(dāng) 壓制濕紙頁 時(shí)就可以 形成水印 了 [8]。 數(shù)字 圖像 水印技術(shù)就是 當(dāng)前眾多 圖像 加密技術(shù)中的一項(xiàng) 十分重要的 技術(shù) ， 自 從1993 年 這項(xiàng)技 術(shù) 提出后，就得到了 學(xué)術(shù)界的 廣泛關(guān)注 [4]。對(duì)于我們 的 日常 生活 ,互聯(lián)網(wǎng) 為我們提供 了 快捷與便利的方式，然而 對(duì)于 侵權(quán)和 仿 冒者同樣可以利用如此便捷的方式對(duì)具有版權(quán)信息 的 圖像 數(shù)據(jù)進(jìn)行非法 截獲與破解 ， 再對(duì) 圖像 內(nèi)容加以 復(fù)制、拷貝、改 動(dòng) 和傳播 ， 這樣就會(huì) 使得 圖像的 仿冒 和侵權(quán)變得極其簡(jiǎn)單 。Watermark attack 目 錄 1 緒論 ............................................................................................................................ 1 課題的背景和意義 ............................................................................................. 1 數(shù)字水印的起源與研究現(xiàn)狀 ............................................................................. 2 論文的主要工作和內(nèi)容 ..................................................................................... 4 2 數(shù)字圖像水印技術(shù) .................................................................................................... 5 數(shù)字圖像水印技術(shù)的含義及特性 ..................................................................... 5 數(shù)字圖像水印 系統(tǒng) 的分類 ................................................................................. 5 典型數(shù)字圖像水印算法介紹 ............................................................................. 7 空域水印 ..................................................................................................... 7 變換域水印算法 ......................................................................................... 7 其他水印算法 ............................................................................................. 8 水印的置亂方法 ................................................................................................. 8 Arnold 置亂算法 ....................................................................................... 8 Arnold 逆變換 ........................................................................................... 9 水印攻擊方法 ..................................................................................................... 9 攻擊方式分類 ............................................................................................. 9 攻擊原理分類 ............................................................................................10 數(shù)字水印評(píng)估的常見標(biāo)準(zhǔn) ................................................................................ 11 人類視覺系統(tǒng) HVS............................................................................................. 11 3 基于離散余弦變換（ DCT）的水印系統(tǒng)算法 .........................................................13 離散余弦變換的基本原理 ................................................................................13 DCT 變換的定義 ........................................................................................13 DCT 域系數(shù) ................................................................................................13 離散余弦變換算法實(shí)現(xiàn)的基本步驟 ................................................................15 水印的置亂加密 ........................................................................................15 水印的嵌入 ................................................................................................15 水印的提取 ................................................................................................16 水印的攻擊測(cè)試 ........................................................................................17 離散余弦變換算