数字水印技术研究与仿真.doc

摘要:21世纪互联网技术和多媒体技术的广泛应用正在改变着图像、音频、视频等多媒体信息的传播方式。随着多媒体信息传播的日益广泛和普遍，数字产品的版权保护和数据安全问题也变得严峻起来。数字水印技术的出现为多媒体产权保护提供了一种有效的方法，在不影响图像视觉质量的前提下，将一些代表数字产品产权所有信息的标志性内容嵌入到图像当中。只有特定的检测器才能提取出水印，得到相关的版权信息，并通过对水印的分析判断数字产品是否曾被非法复制和传播，从而达到保护数字产品版权的目的。本文研究的内容包括基于空间域、DCT域和DWT域的数字图像水印，其中主要介绍基于DCT域的数字水印嵌入、提取以及抗攻击性能测试等问题的研究与仿真，并对不同情况下的仿真结果进行对比和分析，对水印系统嵌入方式的设计、嵌入参数的调整等几个相关方面进行优化和选择，在MATLAB环境下完成满足不可感知性、鲁棒性等条件综合约束下的最优化设计。

关键词：数字水印；DCT域；MATLAB

目录

摘要

Abstract

1 数字水印技术概述-1

1.1 数字图像处理-1

1.1.1 数字图像处理概念及应用-1

1.1.2 图像信号的频谱与取样-1

1.2 数字水印的基本概念-2

1.2.1 信息隐藏-2

1.2.2 图像水印-2

1.3 数字水印的特点及评价指标-3

1.4 数字水印技术的应用领域-3

1.5 数字水印技术的发展-3

2 图像变换技术-4

2.1 离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform, DFT)-4

2.2 离散余弦变换(Discrete Cosine Transform, DCT)-5

2.3 离散小波变换（Discrete Wavelet Transform, DWT）-5

2.4 数字图像置乱技术-6

2.4.1 数字图像置乱原理-7

2.4.2 Arnold变换及应用-7

3 数字水印算法及仿真-10

3.1 数字水印算法与原理-10

3.1.1数字图像水印的嵌入-10

3.1.2数字图像水印的检测-11

3.2 基于空间域的水印实现-12

3.3 DCT域水印算法及仿真-13

3.3.1 DCT域水印嵌入-13

3.3.2 DCT域水印提取-15

3.4 DWT域水印算法及仿真-18

3.4.1 DWT域水印嵌入-18

3.4.2 DWT域水印提取-18

3.5 数字水印稳定性测试及仿真-19

3.5.1 抗噪声测试-19

3.5.2 抗剪切测试-23

3.5.3 抗拼贴测试-23

4 数字水印系统设计-25

4.1 系统界面及说明-25

4.2 空间域数字水印-25

4.3 DCT域数字水印-26

4.4 DWT域数字水印-27

4.5 抗攻击测试-27

结    论-29

参 考 文 献-30

附录A Arnold变换程序-31

附录B 基于空间域水印嵌入仿真程序-32

附录C 基于DCT域水印嵌入仿真程序-34

附录D 基于DCT域水印提取仿真程序-36

附录E 基于DWT域水印嵌入仿真程序-37

附录F 基于DWT域水印提取仿真程序-39

附录G 基于空间域水印篡改检测程序-41

致    谢-43