【正文】 四、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚的內(nèi)容要求：數(shù)字水印是實(shí)現(xiàn)版權(quán)保護(hù)的有效辦法，是信息隱藏技術(shù)研究領(lǐng)域的重要分支。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(shí)、認(rèn)證和安全不可見(jiàn)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(jiàn)的。另外一個(gè)常用方法是利用像素的統(tǒng)計(jì)特征將信息嵌入像素的亮度值中。 要求以論文形式提交設(shè)計(jì)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(duì)所研究?jī)?nèi)容作出詳細(xì)有條理的闡述。 47周：研究現(xiàn)有空域水印算法原理，整理算法實(shí)現(xiàn)思路。 1214周：分析試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)比各種算法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，嘗試改進(jìn)算法。 指導(dǎo)教師 陳莉 系(教 研 室) 系(教研室)主任簽名 批準(zhǔn)日期 接受論文 (設(shè)計(jì))任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行日期 學(xué)生簽名 數(shù)字圖像水印技術(shù)研究許喚弟（陜西理工學(xué)院物理與電信工程學(xué)院通信1101班，陜西 漢中 723000）指導(dǎo)教師：陳莉[摘 要]數(shù)字水印是近年來(lái)出現(xiàn)的數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)保護(hù)技術(shù)。隨著網(wǎng)絡(luò)信息化進(jìn)程的加速，對(duì)數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護(hù)技術(shù)的要求日益迫切。 本文介紹了數(shù)字水印技術(shù)的相關(guān)概念研究背景和近些年的研究動(dòng)態(tài)，描述了數(shù)字水印的特征分類以及其應(yīng)用。進(jìn)而基于典型的空域數(shù)字水印算法過(guò)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(cè)試的方法。這種水印算法的最大優(yōu)點(diǎn)是信息嵌入和提取算法簡(jiǎn)單，執(zhí)行速度快，缺點(diǎn)是魯棒性差，我們還可以利用這種水印算法的脆弱性來(lái)進(jìn)行文件的完整性檢查。 [關(guān) 鍵 詞] 版權(quán)保護(hù) 數(shù)字水印 空域 LSB算法 脆弱性Research of Digital image watermarking technologyXu Huandi( Grade2011,Class1101, Communication and Telemunication Engineering Physics，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723000，Shaanxi） Tutor: Chen LiAbstract : Digital watermark is a copyright protection technology of the digital products occurring in recent years, which can be identified by the author, owners, users, etc., It carries information of copyright protection and authentication , the purpose is to identify illegal copying and piracy of digital products, to protect the legal copy and transportation of digital product. With the acceleration of network information process, the requirements 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 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 frangibilityII目 錄 1緒論 1 1 1 3 3 理論研究 3 應(yīng)用研究 42數(shù)字水印技術(shù)概述 4 4 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 8 空間域算法 8 變換域算法 9 兩種不同域算法比較 9 103 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 124 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 17結(jié)束語(yǔ) 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 32III陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1緒論伴隨著高科技電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，到來(lái)了一個(gè)全新的數(shù)字化產(chǎn)品信息時(shí)代。通信技術(shù)、多媒體、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展技術(shù)的普及和運(yùn)用，讓人們對(duì)信息的需求從以前的單一文本數(shù)據(jù)逐漸擴(kuò)伸到數(shù)字化文本、圖像、音頻、視頻信號(hào)集成的多媒體信息。多媒體信息存儲(chǔ)和傳送技術(shù)的進(jìn)步，使存儲(chǔ)和傳送數(shù)字化信息非常便捷，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)技術(shù)在給人們應(yīng)用這些資源帶來(lái)方便的同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)信息安全方面也提出了新的問(wèn)題。進(jìn)而數(shù)字產(chǎn)品產(chǎn)權(quán)保護(hù)等方面問(wèn)題就亟待解決。 數(shù)字水印技術(shù)的最根本思想就是在原來(lái)的媒體數(shù)據(jù)中，比如說(shuō)音頻、視頻、圖像等，隱藏具有特定意義的附加信息作為標(biāo)識(shí)，這些信息和原來(lái)的數(shù)據(jù)緊密結(jié)合，并和它一起被傳送。由于它在知識(shí)版權(quán)保護(hù)、真?zhèn)伪鎰e、秘密通信等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，所以數(shù)字水印技術(shù)已經(jīng)成為一個(gè)非常重要的技術(shù)。因此從數(shù)字水印技術(shù)本身來(lái)說(shuō)，它具有非常廣泛的應(yīng)用前景和龐大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值?？偠灾?，數(shù)字水印有下面這些主要的應(yīng)用領(lǐng)域： （1） 知識(shí)版權(quán)保護(hù)：版權(quán)保護(hù)是最初提出數(shù)字水印技術(shù)的目的。如果該數(shù)字作品被盜版時(shí)，所有者可以通過(guò)數(shù)字水印的提取來(lái)保護(hù)自己的利益。（2） 拷貝控制：拷貝控制是一種防止數(shù)字產(chǎn)品被非法拷貝的保護(hù)機(jī)制，它不會(huì)允許沒(méi)有授權(quán)的媒體拷貝。（3） 認(rèn)證：如果數(shù)字產(chǎn)品被應(yīng)用于法庭、醫(yī)學(xué)、新聞和商業(yè)等其他領(lǐng)域時(shí)，就需要判斷它們的內(nèi)容是否被修改或者特殊處理過(guò)。（4） 指紋應(yīng)用：為了防止沒(méi)有授權(quán)的拷貝的非法銷售，數(shù)字產(chǎn)品的所有者可以把不同的用戶識(shí)別碼作為像指紋一樣的信息，加入到合法的產(chǎn)品中，當(dāng)非法拷貝一旦被發(fā)現(xiàn)，就可以通過(guò)提取水印提取來(lái)確定它的根源。這個(gè)領(lǐng)域采用的傳統(tǒng)方法加密方案，但是加密后的文件往往很混亂，很容易被攻擊者注意。在現(xiàn)實(shí)中，數(shù)字水印技術(shù)的這些應(yīng)用為它的發(fā)展提供了動(dòng)力，當(dāng)然對(duì)于不同的應(yīng)用，數(shù)字水印的特性也有不同的要求。第一個(gè)算法是由R Gvan Schgndel等人提出來(lái)的，這是一種比較典型的空域信息隱藏算法?；诳沼虻臄?shù)字水印算法能嵌入比較大的信息量，但是它的抗攻擊能力不太好，所以最后慢慢被變換域算法所替代。這塊區(qū)域的隱蔽效果比較好，比空域算法能更好地抵抗攻擊，并且保持了對(duì)人類知覺(jué)系統(tǒng)的不可察覺(jué)性，但變換域有較小的水印嵌入量。Deepa Kunclur和Dimitrios Hatzinakos對(duì)矩陣作小波變換，然后水印信疊加到原始圖像的小波變換系數(shù)上。還有Cox等人提出了基于圖像全局變換的算法，主要貢獻(xiàn)是他們明確提出只有加載在圖像視覺(jué)敏感部分的數(shù)字水印才能有比較好的魯棒性。他們所選的水印是可識(shí)別的圖像，而不會(huì)是一個(gè)個(gè)隨機(jī)數(shù)。伴隨著快速發(fā)展的數(shù)字水印技術(shù)，許多研究所或者大學(xué)也逐漸從技術(shù)跟蹤轉(zhuǎn)為深入研究。圖像水印技術(shù)的歷史階段大概可以分為兩個(gè)：第一階段是使用無(wú)意義水印，例如偽隨機(jī)序列作為水印嵌入到原載體圖像中，假如提取出來(lái)的水印序列有許多錯(cuò)誤，那么只能通過(guò)統(tǒng)計(jì)決策來(lái)確定載體中是不是加有水印；第二階段是使用有含義的圖像水印，如果采用有含義的圖像作為水印來(lái)嵌入，那么在檢測(cè)水印的過(guò)程中，假若其它原因致使提取的水印損壞，大家仍可通過(guò)知覺(jué)確認(rèn)到底是不是含有水印。以上都采用的是有含義的圖像作為水印信息嵌入到載體圖像當(dāng)中，并且原始載體使用了彩色的圖像，這樣使水印技術(shù)更加具有適用性。與此同時(shí)，國(guó)家也非常重視信息安全產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，在2003年的《科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金若干重點(diǎn)項(xiàng)目指南》中，明確指出了對(duì)于數(shù)字產(chǎn)品產(chǎn)權(quán)保護(hù)(基于數(shù)字水印、信息隱藏、或者網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證等先進(jìn)技術(shù))和個(gè)性化產(chǎn)品(證件)的防偽)等多項(xiàng)防盜版和防偽技術(shù)給以重點(diǎn)支持。作為國(guó)際學(xué)術(shù)界新興的研究領(lǐng)域，數(shù)字水印在近十幾年中己經(jīng)得到了迅速發(fā)展，但發(fā)展仍然不成熟，尚有許多問(wèn)題有待解決，理論基礎(chǔ)依舊薄弱，大多數(shù)還是經(jīng)驗(yàn)性的水印算法。部分學(xué)者對(duì)于水印系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)已經(jīng)做了一些最初步的研究，但是當(dāng)前仍然缺少評(píng)估水印系統(tǒng)性能合理性的通用標(biāo)準(zhǔn)，其中包含怎樣客觀地評(píng)價(jià)各種水印算法的性能，怎樣通過(guò)可靠的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇合適的水印方案，怎樣對(duì)數(shù)字水印進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的攻擊測(cè)試，以及怎樣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化地分析測(cè)試的數(shù)據(jù)結(jié)果等。但是由于沒(méi)有充分考慮圖像本來(lái)的局部特性和人的視覺(jué)特征，很容易造成某些分塊引起了較大的失真是因?yàn)榍度氲乃∧芰窟^(guò)于大，而有些分塊因?yàn)榍度氲乃∧芰刻《h(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到最小的圖像失真度。當(dāng)要設(shè)計(jì)一個(gè)比較完整的水印系統(tǒng)時(shí)，水印的魯棒性、嵌入的可能水印能量以及水印不能感知性，它們之間必須達(dá)到平衡。目前，大部分水印算法利用的是經(jīng)驗(yàn)值，并沒(méi)有從理論上解決此問(wèn)題。能不能從理論上去指導(dǎo)選擇宿主信號(hào)，在理論指導(dǎo)下能不能找出水印信號(hào)嵌入的最佳的位置等。期望嵌入水印的強(qiáng)度能盡可能的大是因?yàn)橐岣咚】构舻哪芰ΑＫ?，能不能從理論上算出原?lái)載體可以嵌入的最大的水印強(qiáng)度，并且在感官上能夠不容易被察覺(jué)，以及對(duì)嵌入了水印以后的原載體質(zhì)量的降低程度評(píng)估，這些問(wèn)題的研究仍然很有意義。目前數(shù)字水印的算法有