【正文】 時(shí)，我國政府和研究機(jī)構(gòu)也加大了重視力度，數(shù)字水印技術(shù)在我國信息安全領(lǐng)域的地位和作用不斷上升，更多的專家學(xué)者投入到這一研究領(lǐng)域當(dāng)中。麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室受美國財(cái)政部委托，研究在彩色打印機(jī)、復(fù)印機(jī)輸出的每幅圖像中加入唯一的、不可見的數(shù)字水印，在需要時(shí)可以實(shí)時(shí)掃描票據(jù)，判斷水印的有無，快速辨識(shí)真?zhèn)?。MusiCode系統(tǒng)提供了音頻信號(hào)的廣播監(jiān)測(cè)，VEILII 和 MediaTrax 提供了視頻信號(hào)的廣播監(jiān)測(cè)。 IEEE 也曾推出兩個(gè)關(guān)于數(shù)字水印的專集，分別為：:1998年5月的“IEEE Journal on Selected Areas of Communication ” 和1999年7月的“Proceedings of the IEEE ”IEEE的Signal Processing在2001年6月出版了一卷水印專集，卷名為“Special Section on Information Theoretic Aspects of Digital Watermarking”在實(shí)際應(yīng)用方面,美國的 Digimarc公司于1995 年就推出了擁有專利權(quán)的水印制作技術(shù),是當(dāng)時(shí)世界上唯一一家擁有這一技術(shù)的公司,其水印技術(shù)以插件的形式在 中得到應(yīng)用,IBM 的“數(shù)字圖書館”3] [4] 軟件也提供了數(shù)字水印功能。國外研究機(jī)構(gòu)有諸如美國財(cái)政部、美國版權(quán)工作組、美國洛斯阿莫思國家實(shí)驗(yàn)室、美國海陸空軍研究實(shí)驗(yàn)室、歐洲電信聯(lián)盟、德國國家信息技術(shù)研究中心、日本 NIT 信息與通信系統(tǒng)研究中心、麻省理工學(xué)院的媒體實(shí)驗(yàn)室、瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)、多倫多大學(xué)、普林斯頓大學(xué)、劍橋大學(xué)、普度大學(xué)等，同時(shí) IBM 、日立、 NEC 、 Pioneer 和 Sony 五家公司還宣布聯(lián)合研究并推廣數(shù)字水印技術(shù)，取得了大量研究成果。隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，數(shù)字水印技術(shù)迅速成為研究熱點(diǎn)，很多數(shù)字水印算法和實(shí)現(xiàn)方案也隨之出現(xiàn)。94會(huì)議上發(fā)表的一篇題為“A digital watermark”的文章開始的。數(shù)字水印技術(shù)作為解決網(wǎng)絡(luò)上數(shù)字作品版權(quán)管理問題的核心技術(shù)，同時(shí)又能隱秘的傳遞信息，鑒于其廣闊的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，全球各國政府部門和研究機(jī)構(gòu)紛紛投入到數(shù)字水印技術(shù)的研究中，推動(dòng)了數(shù)字水印技術(shù)的發(fā)展 121 。從技術(shù)上看，數(shù)字作品版權(quán)信息的嵌入和檢測(cè)問題，是數(shù)字作品版權(quán)保護(hù)的兩個(gè)關(guān)鍵問題，它綜合了傳統(tǒng)密碼學(xué)的認(rèn)證和鑒別的優(yōu)點(diǎn)，又加入了穩(wěn)健性要求。由于小波變換的優(yōu)點(diǎn)，使小波變換域研究水印處理技術(shù)是目前的熱點(diǎn)，并且在該領(lǐng)域形成水印算法標(biāo)準(zhǔn)的可能性最大，因此本論文研究基于小波變換域的數(shù)字水印算法設(shè)計(jì)與仿真實(shí)現(xiàn)具有重要意義2]。由于目前國際上的水印技術(shù)尚未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，形成一個(gè)共同遵循的標(biāo)準(zhǔn)己成為研究水印者的共同目標(biāo)。同時(shí)，水印認(rèn)證體系的建立、法律保護(hù)等問題也是影響數(shù)字水印技術(shù)邁向?qū)嵱没囊蛩亍＝陙頂?shù)字水印技術(shù)在數(shù)字信息的版權(quán)保護(hù)與完整性認(rèn)證方面得到了迅猛發(fā)展，具有良好的應(yīng)用前景。同時(shí)通過對(duì)水印的檢測(cè)和分析來保證數(shù)字信息的完整性和可靠性，從而成為知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)和數(shù)字多媒體防偽的有效手段。數(shù)字水印技術(shù)是近幾年來國際學(xué)術(shù)界興起的一個(gè)前沿研究領(lǐng)域，是信息隱藏技術(shù)研究領(lǐng)域的重要分支，如今已成為多媒體信息安全研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。針對(duì)上述傳統(tǒng)安全技術(shù)的缺陷，許多研究人員開始嘗試用各種信號(hào)處理方法對(duì)多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行隱藏加密，并將該技術(shù)用于制作多媒體的數(shù)字水印。但是傳統(tǒng)的加密方法對(duì)多媒體內(nèi)容的保護(hù)和完整性認(rèn)證具有一定的局限性。因此，對(duì)多媒體內(nèi)容的版權(quán)保護(hù)與內(nèi)容鑒別成為我們所處的這個(gè)信息時(shí)代所急待解決的問題。我們?cè)谕ㄟ^互聯(lián)網(wǎng)方便快捷的獲取多媒體信息的同時(shí)，還可得到與原始數(shù)據(jù)完全相同的復(fù)制品，這就帶來了對(duì)數(shù)字媒體原創(chuàng)者的版權(quán)和經(jīng)濟(jì)利益如何保護(hù)以及數(shù)字媒體信息是否安全可信等諸多問題。關(guān)鍵詞：數(shù)字水印，小波變換，魯棒性，不可見性，JPEG壓縮Based on the wavelet transform the digital watermarkAbstract Digital watermarking technology is the field of information security technology a new direction, is an open network environment, copyright protection and authentication and integrity of the sources of new technology.In this paper, based on wavelet transform the digital watermarking technology, a wavelet domain based on the binary image watermarking algorithm. The algorithm chosen the test results intuitive, with special significance in the value of the original image as a watermark and embedded in the image scrambling prior to the pretreatment to enhance the safety and concealment。該算法選擇了檢測(cè)結(jié)果直觀、有特殊意義的二值圖像作為原始水印，并在嵌入之前進(jìn)行圖像置亂預(yù)處理，以提高安全性和隱蔽性，兼顧了水印的不可見性和魯棒性，利用多分辨率分析思想進(jìn)行水印的嵌入與提取?；谛〔ㄗ儞Q的數(shù)字水印算法研究目 錄摘 要 2 Abstract 3 1 2 3 第2章 數(shù)字水印理論基礎(chǔ) 5 數(shù)字水印的基本概念 5 數(shù)字水印的基本特征 6 數(shù)字水印的基本原理 6 數(shù)字水印的分類 9 數(shù)字水印典型算法（針對(duì)圖像領(lǐng)域） 11 數(shù)字水印的魯棒性問題和攻擊行為 14 數(shù)字水印應(yīng)用領(lǐng)域 16 第3章 小波分析理論基礎(chǔ) 20 20 22 24 多分辨率分析 26 ：可實(shí)現(xiàn)數(shù)字水印技術(shù)的高效實(shí)用工具——Matlab 28 第4章 基于小波變換的數(shù)字水印算法 29 29 34 本章小結(jié) 43 參考文獻(xiàn) 44 致 謝 46 附 錄 48 第一章 章標(biāo)題（黑體、小三號(hào)、居中） 54 （黑體、四號(hào)、頂格） 55 （黑體、四號(hào)、頂格） 55 基于小波變換的數(shù)字水印算法研究摘 要數(shù)字水印技術(shù)是目前信息安全技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)新方向，是一個(gè)在開放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，保護(hù)版權(quán)和認(rèn)證來源及完整性的新型技術(shù)。本文針對(duì)基于小波變換的數(shù)字水印技術(shù)，提出了一種基于小波域的二值圖像水印算法。通過大量的仿真實(shí)驗(yàn)，證明本文算法在保證水印不可見性的同時(shí)，對(duì)常見的圖像處理如JPEG壓縮、噪聲、濾波、剪切等，均有較好的魯棒性。 watermark does not take into account the visibility and robustness, Use of multiresolution analysis of the thinking embedded watermark and extraction. Through the simulation experiments to prove that this algorithm can not watermark visibility at the same time, the mon image processing such as JPEG pression, noise, and so on, 第1章 緒論隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，數(shù)字多媒體信息包括圖像、文本音視頻、三維模型的存儲(chǔ)、復(fù)制與傳播變得非常方便。由此引發(fā)的信息安全問題、盜版問題和版權(quán)紛爭問題已成為日益嚴(yán)重的社會(huì)問題。密碼技術(shù)是信息安全技術(shù)領(lǐng)域的主要傳統(tǒng)技術(shù)之一，一般采用將明文加密成密文的秘密密鑰系統(tǒng)或公開密鑰系統(tǒng)，其保護(hù)方式都是控制文件的存取，即將文件加密成密文，使非法用戶不能解讀。首先，隨著計(jì)算機(jī)處理能力的快速提高，這種通過不斷增加密鑰長度來提高系統(tǒng)密級(jí)的方法變得越來越不安全；其次，加密方法只用在通信信道中，一旦被解密，信息就完全變成明文；另外，密碼學(xué)中的完整性認(rèn)證是通過數(shù)字簽名方式實(shí)現(xiàn)的，它并不是直接嵌入到多媒體信息當(dāng)中，因此無法察覺信息在經(jīng)過加密系統(tǒng)之后的再次傳播與內(nèi)容的改變。數(shù)字水印技術(shù)正好彌補(bǔ)了加密技術(shù)和數(shù)字簽名技術(shù)的不足，將具有確定性和保密性的信息直接嵌入到原始數(shù)據(jù)并作為原始數(shù)據(jù)的一部分而保留在其中，因而即使在解密之后仍可以跟蹤數(shù)據(jù)的復(fù)制和傳輸，對(duì)多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的保護(hù)1]。它將具有特定意義的、與載體內(nèi)容相關(guān)或不相關(guān)的標(biāo)記(水印)，利用數(shù)字嵌入的方法，隱藏在載體，即數(shù)字圖像、聲音、文檔、圖書、視頻等數(shù)字產(chǎn)品中，用以證明創(chuàng)作者對(duì)其作品的所有權(quán)，并作為鑒定、起訴非法侵權(quán)的證據(jù)。數(shù)字水印的研究涉及信息論、編碼理論、通信原理、信號(hào)處理、信息安全等多學(xué)科多門類。數(shù)字水印技術(shù)作為一個(gè)跨多領(lǐng)域、多學(xué)科(數(shù)字信號(hào)處理、圖像處理、模式識(shí)別、數(shù)字通信、多媒體技術(shù)、密碼學(xué)、語音處理等)的技術(shù)體系，由于它與具體的應(yīng)用密切相關(guān)，因此每個(gè)研究人員介入的角度、采用的研究方法和設(shè)計(jì)策略也各不相同，但都是圍繞著實(shí)現(xiàn)數(shù)字水印的各種基本特征進(jìn)行設(shè)計(jì)，這也決定了數(shù)字水印技術(shù)研究成果的多樣性以及數(shù)字水印技術(shù)研究的不完善性，仍有許多技術(shù)問題需要解決。另外，數(shù)字水印技術(shù)發(fā)展到今天，還是沒有形成完整的理論體系，因而對(duì)相關(guān)研究人員來說這是一個(gè)挑戰(zhàn)性的課題。然而，標(biāo)準(zhǔn)的算法必須有其優(yōu)越性、通用性和有效性，并要得到世界各國的認(rèn)同，所以形成標(biāo)準(zhǔn)是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，數(shù)字作品得以有效的存儲(chǔ)和發(fā)布，同時(shí)數(shù)字作品又極易被非法拷貝、偽造或篡改，使得很多版權(quán)所有者不愿利用網(wǎng)絡(luò)公開其作品，從而阻礙其自身發(fā)展。版權(quán)保護(hù)信息必須與被保護(hù)的數(shù)據(jù)緊密結(jié)合，同時(shí)版權(quán)保護(hù)信息的鑒別過程必須具有抗各種干擾的能力，比如噪聲、壓縮等。數(shù)字水印技術(shù)的出現(xiàn)是Schyndel在ICIP39。這是第一篇發(fā)表于重要會(huì)議的關(guān)于數(shù)，水印技術(shù)的文章開始的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，公開發(fā)表的關(guān)于數(shù)字水印的文章數(shù)量在 1992 年、 1993 年、 1994 年和 1995 年分別為 2 篇、 2 篇、 4 篇和 13 篇，1996年第一屆信息隱藏國際學(xué)術(shù)研討會(huì)后，發(fā)表的文章數(shù)量劇增， 1998 年發(fā)表的文章數(shù)量達(dá)到了 103 篇， 1999 年達(dá) 200 多篇， 2000 年和 2001 年分別達(dá) 250 多篇．另外，許多信息安全、密碼學(xué)和信號(hào)處理領(lǐng)域的國際會(huì)議和學(xué)術(shù)期刊如 IEEE , ACM 等都有關(guān)于數(shù)字水印技術(shù)方面的專題。此外歐洲、北美以及其他的一些關(guān)于圖像、多媒體研究方面的國際會(huì)議都有專門的數(shù)字水印討論組。在 1997 年，一個(gè)名為 VIVA 的歐洲工程開始發(fā)展廣播監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。美國、日本以及荷蘭開始研究用于票據(jù)防偽的數(shù)字水印技術(shù)。各項(xiàng)研究取得了豐碩的成果，但是，目前市場(chǎng)上的數(shù)字水印產(chǎn)品在技術(shù)上還很不成熟，距離真正的推廣使用還有很大的距離。1999 年 12 月，由北京電子技術(shù)應(yīng)用研究所組織，何德全、周仲義、蔡吉人院士與有關(guān)研究單位聯(lián)合發(fā)起召開了我國第一屆信息隱藏學(xué)術(shù)研討會(huì)，此后 2000 年、2001 年、2002 年、2004 年召開了 4 屆全國信息隱藏學(xué)術(shù)研討會(huì)。同時(shí)，國家，“ 863 計(jì)劃”、“ 973 項(xiàng)目”、國家自然科學(xué)基金等都對(duì)數(shù)字水印的研究提供專項(xiàng)資金支持。從目前的研究發(fā)展來看，我國數(shù)字水印學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究正在蓬勃開展，而且形成了自己獨(dú)特的研究思路，相信隨著國內(nèi)信息化程度的提高、電子政務(wù)的推廣和電子商務(wù)的普及，作為數(shù)字作品版權(quán)管理核心技術(shù)的數(shù)字水印技術(shù)將會(huì)擁有更加廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間6]。通過這些隱藏在多媒體內(nèi)容中的信息，可以確認(rèn)內(nèi)容創(chuàng)建者、購買者，或者驗(yàn)證內(nèi)容是否真實(shí)完整。 數(shù)字水印的基本特征（1）安全性：數(shù)字水印的信息應(yīng)是安全的，難以篡改或偽造，同時(shí)，應(yīng)當(dāng)有較低的誤檢測(cè)率，當(dāng)原內(nèi)容發(fā)生變化時(shí)，數(shù)字水印應(yīng)當(dāng)發(fā)生變化，從而可以檢測(cè)原始數(shù)據(jù)的變更；當(dāng)然數(shù)字水印同樣對(duì)重復(fù)添加有有強(qiáng)的抵抗性。（3）魯棒性：是指在經(jīng)歷多種無意或有意的信號(hào)處理過程后，數(shù)字水印仍能保持部分完整性并能被準(zhǔn)確鑒別。主要用于版權(quán)保護(hù)的數(shù)字水印屬于魯棒性數(shù)字水?。≧obust Watermarking），而易損水?。‵ragile Watermarking），主要用于完整性保護(hù)，這種水印同樣是在內(nèi)容數(shù)據(jù)中嵌入不可見的信息。（4）水印容量：嵌入的水印信息必須足以表示多媒體內(nèi)容的創(chuàng)建者或所有者的標(biāo)志信息，或購買者的序列號(hào)，這樣有利于解決版權(quán)糾紛，保護(hù)數(shù)字產(chǎn)權(quán)合法擁有者的利益。 數(shù)字水印的基本原理水印的基本原理是嵌入某些標(biāo)志數(shù)據(jù)到宿主數(shù)字中作為水印，使得水印在宿主數(shù)據(jù)中不可感知和足夠安全。水印算法要結(jié)合加密方法以提供其安全性，通過的水印算法包含兩個(gè)基本方面：水印的嵌入和水印的提取。數(shù)字水印的嵌入過程如圖所示：水印信號(hào)原始信號(hào)嵌入過程含水印的信號(hào) 數(shù)字水印嵌入過程頻域法加入數(shù)字水印的原理是首先將原始信號(hào)（語音一維信號(hào)、圖像二維信號(hào)）變換到頻域，常用的變換一般有DWT、DCT、DF