【正文】 有效位0。 提取算法的主要思路 水印的提取算法思路 因為上面敘述的水印嵌入算法思路是把水印信息嵌入到圖像像素值位平面的最低有效位，所以提取水印的時候應(yīng)該也是在最低有效位上提取，將提取出來的水印序列轉(zhuǎn)化為二維矩陣，形成提取出的水印圖像，并且規(guī)定尺寸然后輸出顯示。4 在MATLAB下的仿真結(jié)果及分析 嵌入水印后的運行結(jié)果（1） 嵌入水印的時候，在這里選擇的是384x384的bmp圖片，名為“l(fā)ena”,bmp是一種圖像文件格式，與常見圖像格式不同的是bmp屬于典型的位圖格式，因為此次圖像水印嵌入是把水印嵌入到圖像像素值的最低有效位，所以采用bmp格式的圖片，根據(jù)水印嵌入算法及顯示函數(shù)，得到原始圖像和嵌入水印后的圖像，[13]。 原始圖像 嵌入水印后的圖像 ，，通過圖示顯示，可知LSB算法的實現(xiàn)簡單和保證水印的不可見性，通過肉眼是看不見兩幅圖的差異的，那么，怎樣要驗證水印信息是嵌入進去的，就要經(jīng)過下文的提取進行驗證。（2）將要嵌入到圖像中的水印顯示出來，此次設(shè)計采用的水印圖片是267x107的帶有“copyright”字樣的灰度圖片。 水印圖像 提取水印后的運行結(jié)果 通過提取水印的過程算法將水印從原始圖像中提取出來。因為在嵌入水印的時候，其中對水印圖像進行處理，使之成為和原始圖像尺寸相同的二值圖像[14]。所以提取出來的水印尺寸和原始圖像一樣。 提取出來的水印圖像，通過圖示顯示，能夠正確的提取水印，但是水印有一定的模糊性。由此可以看出，在沒有進行任何攻擊的情況下，帶有“copyright”字樣的水印能夠完全被提取出來。 JPG格式圖片的水印嵌入與提取 （1）因為LSB 算法是在圖像像素值的最低有效位上進行操作，所以一般采用的是bmp格式的圖片，在此次畢業(yè)設(shè)計中，為了驗證LSB算法對其他格式的圖片也適用，選用了一張384x384的JPG格式圖片。水印圖形依然采用267x107的帶有“copyright”字樣的灰度圖片。根據(jù)水印嵌入算法及顯示函數(shù)，得到原始圖像和嵌入水印后的圖像。 原始圖像 嵌入水印后的圖像 ，，由對比可看出，JPG格式的圖片依然能在LSB算法上實現(xiàn)水印的嵌入，并且能保證水印的不可見性。說明不僅僅是bmp格式的圖片可以基于LSB算法進行水印嵌入，重新拿一張其他格式的圖片也可以[15]。（2）通過提取水印的過程算法將水印從原始圖像中提取出來。因為在嵌入水印的時候，其中對水印圖像進行處理，使之成為和原始圖像尺寸相同的二值圖像。所以提取出來的水印尺寸和原始圖像一樣。 提取出來的水印圖像結(jié)果如上圖 ，可以看出在對JPG 格式的圖片進行水印嵌入之后，水印能夠完全的被提取出來，提取出來的水印圖像和原始圖像的大小一致。由此可以看出，無論是BMP格式的圖片還是JPG格式的圖片，都能基于LSB算法進行水印的嵌入與提取。 LSB算法的再次驗證 在這次畢業(yè)設(shè)計中，對LSB算法進行了多次的驗證，從剛開始的對Lena 圖像進行水印的嵌入與提取，才對算法有了一定的了解，大概了解了水印的嵌入與提取是怎樣的一個過程，了解了它其中的原理。再后來，為了驗證它的通用性，找了一副其他的圖片再次對它進行之前水印的嵌入與提取，結(jié)果證明LSB算法對任何圖片都是通用的，在這里，用的是相同的水印。如果是圖片不同水印也不同，所以對LSB算法進行了第三次的驗證。 為了進一步驗證LSB算法的適用性，在這里采用選用了一張288x384的JPEG格式圖片。水印圖像采用314x223的帶有自己名字“許喚弟”字樣的灰度圖片。根據(jù)水印嵌入算法及顯示函數(shù)，得到原始圖像和嵌入水印后的圖像。 原始圖像 ，，由對比可看出，JEPG格式的圖片依然能在LSB算法上實現(xiàn)水印的嵌入，并且能保證水印的不可見性。說明任何格式的圖片都可以基于LSB算法進行水印嵌入。將要嵌入到圖像中的水印顯示出來，此次驗證采用的水印圖片是314x223的帶有“許喚弟”字樣的灰度圖片。 通過提取水印的過程算法將水印從原始圖像中提取出來。因為在嵌入水印的時候，其中對水印圖像進行處理，使之成為和原始圖像尺寸相同的二值圖像。所以提取出來的水印尺寸和原始圖像一樣。結(jié)果如上圖 ，可以看出在對JPEG 格式的圖片進行水印嵌入之后，水印能夠完全的被提取出來，提取出來的水印圖像和原始圖像的大小一致。由此可以看出，無論是BMP格式的圖片還是JPEG格式的圖片，都能基于LSB算法進行水印的嵌入與提取。（1）濾波攻擊對已經(jīng)嵌入水印后的圖像進行高斯濾波，再通過水印提取算法將水印提取出來。 高斯濾波后提取的水印圖像 ，原圖像經(jīng)過濾波處理后，嵌入的水印已經(jīng)不能被提取出來，說明LSB算法在水印提取方面沒有很好地適用性。（2） 加入高斯噪聲對已經(jīng)嵌入水印后的圖像加入高斯噪聲，再通過水印提取算法將水印提取出來。 加入高斯噪聲后提取的水印圖像 ，原圖像在經(jīng)過加入噪聲之后，結(jié)果和濾波之后一樣，嵌入的水印已經(jīng)不能被提取出來，（3）放大攻擊對已經(jīng)嵌入水印后的圖像加入高斯噪聲，再通過水印提取算法將水印提取出來。 經(jīng)過放大攻擊后提取的水印圖像 ，在對原圖像放大處理之后，嵌入圖像的水印不能被提取，由此可以看出LSB算法在圖像進行幾何變形之后，水印不能被提取出來。 由以上三幅圖可以清楚地驗證LSB算法的魯棒性很差，不易受到攻擊。 結(jié)束語本次課程設(shè)計對數(shù)字圖像水印技術(shù)進行了比較全面的研究，主要做了以下工作：查閱了較多有關(guān)數(shù)字水印技術(shù)的國內(nèi)外文獻，對當(dāng)前數(shù)字水印技術(shù)的發(fā)展情況，包括數(shù)字水印的基本特征以及其分類，數(shù)字水印系統(tǒng)的基本框架以及目前存在的一些主要算法進行了論述。并簡要介紹了本次涉及到的LSB算法的理論基礎(chǔ)知識。最后圍著數(shù)字水印的兩個重要的特點——隱蔽性和魯棒性進行考慮，設(shè)計并且實現(xiàn)了一個完整的水印系統(tǒng)。通過本次的畢業(yè)設(shè)計，理解到了水印的嵌入和提取過程，了解到了水印的用處和價值，在以后的實際生活中也可以采用LSB算法實現(xiàn)水印的嵌入，可以起到圖像版權(quán)或者防止篡改的保護性。本設(shè)計采用的是基于空域的設(shè)計實現(xiàn)，通過LSB算法實現(xiàn)起來比較簡單，同時可以保證數(shù)字水印的不可見性。但是在實踐中，發(fā)現(xiàn)如果嵌入的位數(shù)太多，則會被人眼察覺到。同時，由于水印是嵌入到圖像的不重要像素位上，因此很輕易被濾波、放大、噪聲等操作破壞，以致無法恢復(fù)水印，所以通?？梢圆捎靡恍┰鰪姅?shù)字水印的隱蔽性的算法，如patchwork 算法、nec算法等，從而使水印的隱蔽性更高。數(shù)字水印技術(shù)是一門多學(xué)科交叉的新興應(yīng)用技術(shù)，它涉及了各科領(lǐng)域的基本思想與理論，例如數(shù)字圖像處理、密碼信息學(xué)、編碼與理論、檢測理論、數(shù)字通信、計算機科學(xué)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等學(xué)科問題。無論是從技術(shù)含量、研究的價值還是從應(yīng)用的前景來說，數(shù)字圖像水印技術(shù)都處于發(fā)展的前沿。數(shù)字水印技術(shù)的研究重要性很大?？梢韵胂蟮?，伴隨著技術(shù)的逐漸進步和相關(guān)理論的不斷完善，數(shù)字水印技術(shù)的研究及應(yīng)用將會更加深入廣泛，在將來的信息安全體系中將發(fā)揮更大的作用，進而會推動整個信息領(lǐng)域的技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 致謝畢業(yè)在即，而畢業(yè)論文則是畢業(yè)前的最后一環(huán)，也是非常重要的一環(huán)。為期兩個多月的畢業(yè)設(shè)計過程中，老師給與了我很大幫助，無論是從剛開始的懵懂狀態(tài)，再到軟件仿真以及畢業(yè)論文的完成后的略有小成。我都會有深深的感慨。熱情的教師團隊以及同學(xué)間的相互幫助，使我更加增強了團隊意識以及競爭意識。大學(xué)四年一路走來，我在課堂上學(xué)習(xí)了不少相關(guān)知識。把淺淺的理論上升到實踐，使我對理論的掌握更加深入。從而培養(yǎng)了自己的動手能力，增強了學(xué)習(xí)MATLAB軟件及對這個課題的興趣。同時我還要感謝陳莉老師。在做畢業(yè)設(shè)計的過程中，陳老師給我指明了思路，軟件程序設(shè)計等。都給我提供了相當(dāng)大的幫助。在此，特意對陳老師表示深深感謝。最后，還要對學(xué)校表示感謝，感謝學(xué)校培養(yǎng)了我四年，不僅僅學(xué)到了專業(yè)知識，而且明白了更多做人的道理?？傊?，無論是從學(xué)生、老師還是到學(xué)校。本次畢業(yè)設(shè)計過程中我受到了很大的幫助和啟發(fā)。沒有你們，我的畢業(yè)設(shè)計就堅持不下來。感謝你們，有了你們，我受益匪淺。參考文獻[1] 丁俊義，陳泳章．?dāng)?shù)字水印技術(shù)研宄[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2006,9(2)：6971.[2] 孫圣，陸折明，[M]. 北京: 科學(xué)出版社,2004.[3] 張春田，蘇育挺，[J]，2000,21(9)：4652.[4] [J].中國人民公安大學(xué)學(xué)報，2005,11(4)：4244.[5] 袁占亭，張秋余，陳寧．?dāng)?shù)字水印及多媒體信息安全[J].計算機工程與科學(xué)，2005，27(7)：4951.[6] 牛夏牧，陸哲明，孫圣和．彩色數(shù)字水印嵌入技術(shù)[J].電子學(xué)報,2000,28(9)：l012．[7] 孫銳，孫洪，[J].華中科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）,2002,30（2）:8184.[8] 王慧琴,[J].計算機工程,2002,28(9):13.[9] [J].計算機工程與應(yīng)用,2003,39(6):7981.[10] HSU digital watermarking in images[J].IEEE Trans on Image Processing，1998,8(1):5868.[11] Cox I J, Miller M L,Digital Watermarking[M] USA:Morgan Kaufmann Publishers,Elsevier Science(USA),2009[12] [M].北京：科學(xué)出版社,2000.[13] 基礎(chǔ)及應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社,2003.[14] 徐飛，施曉紅等編著. Matlab應(yīng)用圖像處理[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2002.[15] 陳書海,[M].北京：科學(xué)出版社, 2005.附錄A: 外文文獻原文A WATERMARK FOR DIGITAL IMAGESRaymond B. Wolfgang and Edward J. DelpComputer Vision and Image Processing LaboratoryPurdue Multimedia Testbed LaboratorySchool of Electrical EngineeringPurdue UniversityWest Lafayette, Indiana, 479071285 USAABSTRACTThe growth of networked multimedia systems has magnified the need for image copyright protection. One approach used to address this problem is to add an invisible structure to an image that can be used to seal or mark it. These structures are known as digital watermarks. In this paper we describe two techniques for the invisible marking of images. We analyze the robustness of the watermarks with respect to linear and nonlinear filtering, and JPEG pression. The results show that our watermarks detect all but the most minute’s changes to the image.1. INTRODUCTIONThe recent growth of networked multimedia systems has caused problems relative to the protection of intellectual property rights. This is particularly true for image and video data. The types of protection systems involve the use of both encryption and authentication techniques.In this paper we describe a form of authentication known as a watermark. These digi