数字水印综合实验系统的设计与实现－－灰度图像水印的嵌入与提取
毕业论文
目 录
前 言 1
1 概 述 2
1.1 相关知识 2
1.2 数字水印的定义及分类 3
1.3 数字水印技术的原理及实现的典型算法 4
1.4 水印技术的要求，常受到的攻击 7
1.5 水印的主要应用领域 8
1.6 数字水印技术的国内外研究现状 9
2 相关理论知识 11
2.1 小波变换 11
2.1.1 小波变换的含义 11
2.1.2 提出小波变换的原因 11
2.1.3 小波变换数字水印算法及其优点 12
2.1.4 2维信号的Mallat的算法 12
2.2 视觉系统特性研究 13
2.2.1 人眼的构造 13
2.2.2 人眼的视觉特性 15
2.3 图像的纹理特征 16
3 水印图像预处理 18
3.1 引言 18
3.2 约瑟夫图像置乱 19
3.3 置乱度与图像质量 21
4 水印的嵌入方案 24
4.1 水印嵌入算法 25
4.2 水印提取算法 26
5 实验及实验结果 27
5.1 水印的嵌入实验 27
5.2 水印的提取实验 28
5.3 攻击实验 29
5.3.1 缩放 29
5.3.2 噪声 29
5.3.3 压缩 30
5.3.4 剪切 31
5.4 试验结果分析总结 33
6 软件的详细介绍 34
6.1 功能介绍 34
6.2 登录窗口界面 34
6.3 主要菜单 36
6.4 运行实例 38
7 结 论 40
参考文献 41
致 谢 42
数字水印综合实验系统的设计与实现
----灰度图像水印的嵌入与提取
摘要：随着计算机和网络技术的飞速发展，数字图像、音频和视频产品愈来愈需要1种有效的版权保护方法。数字水印技术便是解决上述问题的关键技术之1。为了让更多的`人熟悉并快速掌握数字水印技术的基本理论和算法设计过程，设计1个数字水印综合实验系统是1个很好的解决方案。本文首先介绍了数字水印技术及其原理、特点、以及目前的应用状况，然后介绍如何利用约瑟夫置乱对水印图像进行置乱处理以加强水印的安全性，最后设计了1种水印嵌入与提取方案，并在此基础上设计1个水印图像和宿主图像都采用灰度图像的数字水印实验子系统。该系统主要完成灰度水印嵌入、灰度水印提取及灰度水印鲁棒性检测等实验。
关键词：数字水印；图像置乱；离散小波变换；实验
Design and realization of digital watermark
synthetic experiment system
-----embedding and extracting of gray-scale image watermark
Abstract: With the advent of the rapidly development of computer and network technology, many media, such as digital image, audio or video etc, need an effective solution urgently. Digital watermarking is a vital technology to solve foregoing problems. In order to let more people to master this technology rapidly, a perfect solution is to design a digital watermark synthetic experiment system. This thesis first introduce the theory, characteristic and application of digital watermarking, then present how to disorder the gray-scale image watermark using Josephus disorder algorithm for enhancing the security of watermark. At last this thesis brings forward a solution of watermarking embedding and extracting and designs a digital watermark experiment subsystem, in which both watermark image and host image are gray-scale image. This subsystem mainly realizes three experimentations: gray-scale watermark embedding, gray-scale watermark extracting and gray-scale watermark robustness detection.
Keywords: Digital Watermarking；Image disordering；Discrete Wavelet Transform；experiment
前 言
随着信息技术和计算机网络的飞速发展，数字多媒体信息（图像、文本、音频、视频、3维模型）的存储、复制与传输变得非常方便。我们的视觉和听觉尽情地享受着多媒体及数字传输技术带来的娱悦，不但可以通过互连网和CD-ROM方便快捷地获得多媒体信息，还可以与原始数据完全相同的复制品。我们毫无限制地任意编辑、修改、拷贝和散布那些数字音乐和图像，但是这些数字媒体原创者的版权和经济利益如何得到保护，数字媒体是否安全、可信，由此引发的信息安全问题、盗版问题和版权纷争问题已成为日益严重的社会问题。因此，对多媒体内容的版权保护与内容鉴别已成为亟待解决的问题[1]。
近几年来在国际学术界兴起的数字水印技术应运而生。它通过在被保护的数字对象（如静止图像、视频、音频等）中嵌入某些秘密信息——水印（watermark）来证明版权归属或跟踪侵权行为。它通过1定的算法将1些标志性信息直接嵌入到多媒体内容当中，但不影响原内容的价值和使用，并且不能被人感知系统察觉，水印信息必须很难被清除。水印信息可以是作者的序列号、公司标志、有特殊意义的文本等，可以来识别文件、图像或音乐制品的来源、版本、原作者、拥有者、发行人、合法使用人对数字产品的拥有权。而且这种水印通常是不可见或不可察觉的，他与原始数据（如图像、音频、视频数据）紧密结合并隐藏其中，它可经历1些不破坏源数据使用价值或商用价值的操作而被保存下来。
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