数字水印系统设计开题报告.doc

毕业设计（论文）开题报告 学生姓名： 学 号： 0600103123 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 06电气1 设计（论文）题目： 基于MATLAB的数字水印系统设计 指导教师： 二级学院： 机电工程学院 2010 年03 月 19日 选题的背景与意义数字水印技术（digtal watermarking）是通过一定的算法将一些标志性信息直接嵌入到多媒体内容当中，但不影响原有内容的价值和使用，并且不能被人的感知系统察觉或注意到，只有通过专用的检测仪器或阅读才能提取的一种技术。国内外DCT数字水印算法进行了分析改进，实现了基于DCT和DWT混合变换域的数字水印算法。并着重介绍了一种基于小波变换的图像水印算法：首先对图像进行混沌加密，然后对原始图进行三层小波分解，最后在低、中、高频子带分别以不同的方法重复嵌入水印信息。以及另外一种基于小波包分解的图像水印算法：用小波包对宿主图像进行分解，在各频带以不同的方法嵌入水印信息.并根据一系列的实验数据得出结论：基于小波变换的图像水印算法和基于小波包分解的图像水印算法对噪声、滤波、剪切、JPEG压缩等一般图像处理都具有很好的鲁棒性，而且基于小波包分解的图像水印算法的综合鲁棒性要优于基于小波变换的图像水印算法。但此两种算法对旋转、缩放等几何攻击抵抗能力比较差，是需要改进的地方[1]。 另外上面提到的一种基于DWT的自适应数字水印算法是一种新的基于DWT (Discrete Wavel Transform)的盲数字水印算法。为了抵抗多种攻击,水印被分别嵌入到了小波域的低频和高频;为了减小嵌水印图像的失真,每个水印比特的嵌入都是根据HVS的特点自适应地选择量化步长,通过量化调制来完成;在高频嵌入水印时利用了高频小波系数块的奇异值分解特性来提高水印对叠加噪声和直方图操作等的鲁棒性。实验结果表明该算法具有良好的不可见性和抵抗多种攻击的能力[3]。 其实除了DWT算法以外还有一种叫做基于DDWT的复合型数字图像水印算法，它主要针对由于离散小波变换(DWT)存在抵抗裁剪攻击的缺点,在2006年林祝兴等提出了分散式离散小波变换(DDWT).这种方法通过使用多层的DDWT变换把图像数据从空间域变到频率域,然后把水印信息嵌入频率域并且执行多层DDWT反变换(IDDWT)获得在空间域里的这幅含水印图像.这种方法把水印信息分配在空间系数里.分配信息的目的是防止水印信息在使用DWT变换后图像的中心部分遭到恶意的破坏.不可见性和分配的信息为DDWT水印所独有的特征,这种方法对裁剪攻击有良好的鲁棒性.在图像作品中嵌入两种甚至是多种水印时,各种水印间的相互影响肯定是存在的.为了把嵌入的多个水印的相互影响降到最低,在本试验中先将鲁棒水印嵌入到原始图像中,再在嵌入了鲁棒水印后的图像中嵌入脆弱水印.另外复合型水印的提取则相对独立,通过不同的提取算法分别在嵌入了两类水印的图像中提取出鲁棒性水印和易损性水印。具体的算法暂不在此一一展开了，但实验结果表明此种算法可以成功提取好质量的鲁棒水印和准确检测出原始数据的篡改.尤其,这种算法可以嵌入大量的水印信息,在实际的数字水印领域有着很好的应用前景[5]。 数字水印的算法何其繁多， 于DCT算法和DWT算法并列的还有一种基于DFT和曲线拟合的水印算法，这种算法提出一种新的基于双线性插值和DFT的鲁棒水印算法。该算法利用傅立叶变换较好的频域分布特性和双线性插值的拟合特性,将置乱后的水印信息利用分别嵌入到载体图像DFT频域的实数部分和虚数部分,然后作离散傅立叶逆变换,并取其实数部分重构公开图像。算法的优点在于大大增加水印的嵌入量,而且利用线性插值的拟合性使得水印找到最佳的嵌入位置。实验结果表明,本算法具有较好的鲁棒性和不可见性,达到真正意义上的统一[7]。 由于我的方向大致是运用DCT算法的水印研究，于是我特别又关注了一种基于HVS和DCT的数字水印算法研究，它介绍到DCT变换技术是数字信号处理技术中常用的线性变换技术之一，也是图像压缩中常用的变换编码方法之一。通过对数字图像进行DCT变换可以充分利用图像的自相关性减少数据量，达到压缩数字图像的目的。同时，DCT变换后能量集中，算法复杂度适中，较易于再数字信号处理器中快速实现。当然，为了使水印具有良好的稳定性，用来嵌入水印的DCT系数也要具有一定的稳定性和较大的感觉容量。接