基于matlab的數(shù)字水印設計-基于空域的水印實現(xiàn)

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1、沈陽理工大學數(shù)字圖像處理課程設計目錄1設計目的12設計要求23相關知識33.1數(shù)字水印的相關知識數(shù)字水印的相關知識33.2數(shù)字水印技術的基本原理43.3數(shù)字水印的分類54設計內容64.1LSB算法介紹64.1.1LSB算法的基本原理64.1.2LSB算法基本步驟64.2LSB算法的實現(xiàn)64.3設計流程圖74.3.1水印嵌入的流程圖74.3.2水印提取的流程圖85程序源代碼96仿真結果與分析126.1嵌入水印后的運行結果126.2提取水印后的運行結果136.3結果分析147結論語158參考文獻16沈陽理工大學數(shù)字圖像處理課程設計沈陽理工大學數(shù)字圖像處理課

2、程設計1設計目的（1）了解數(shù)字水印的基本概念，深入理解基于LSB算法的數(shù)字水印嵌入與提取方法。（2）運用MATLAB語言編程實現(xiàn)圖像水印的嵌入和提取。（3）能夠顯示水印嵌入前后的載體圖像，能夠顯示嵌入與提取的水印。（4）熟練掌握MATLAB軟件的基本操作。（5）學會掌握MATLAB軟件的程序編程。（6）培養(yǎng)獨立分析和解決問題的能力，學會撰寫課程設計的總結報告。20沈陽理工大學數(shù)字圖像處理課程設計2設計要求本設計利用MATLAB進行編程及仿真，仿真內容為基于Matlab的數(shù)字水印設計，基于空域的水印實現(xiàn)。擬利用所學數(shù)字圖象處理技術知識，在MATLAB軟件

3、系統(tǒng)上來實現(xiàn)對圖像水印的嵌入和提取。（1）掌握課程設計的相關知識、概念、思路及目的。（2）程序設計合理、能夠正確運行且操作簡單，可實施性強。（3）掌握數(shù)字水印技術的基本原理。（4）掌握基于空域的LSB算法并明確程序操作步驟的先后順序。20沈陽理工大學數(shù)字圖像處理課程設計3相關知識3.1數(shù)字水印的相關知識數(shù)字水印的相關知識數(shù)字水?。―igitalWatermark）技術是指用信號處理的方法在數(shù)字化的多媒體數(shù)據(jù)中嵌入隱蔽的標記，這種標記通常是不可見的，只有通過專用的檢測器或閱讀器才能提取。數(shù)字水印是信息隱藏技術的一個重要研究方向。20沈陽理工大學數(shù)字圖像處

4、理課程設計在數(shù)字水印技術中，水印的數(shù)據(jù)量和魯棒性構成了一對基本矛盾。從主觀上講，理想的水印算法應該既能隱藏大量數(shù)據(jù)，又可以抗各種信道噪聲和信號變形。然而在實際中，這兩個指標往往不能同時實現(xiàn)，不過這并不會影響數(shù)字水印技術的應用，因為實際應用一般只偏重其中的一個方面。如果是為了隱蔽通信，數(shù)據(jù)量顯然是最重要的，由于通信方式極為隱蔽，遭遇敵方篡改攻擊的可能性很小，因而對魯棒性要求不高。但對保證數(shù)據(jù)安全來說，情況恰恰相反，各種保密的數(shù)據(jù)隨時面臨著被盜取和篡改的危險，所以魯棒性是十分重要的，此時，隱藏數(shù)據(jù)量的要求居于次要地位。數(shù)字水印技術是通過一定的算法將一些標志

5、性信息直接嵌到多媒體內容當中，但不影響原內容的價值和使用，并且不能被人的知覺系統(tǒng)覺察或注意到。水印信息可以是作者的序列號、公司標志、有特殊意義的文本等，可用來識別文件、圖像或音樂制品的來源、版本、原作者、擁有者、發(fā)行人、合法使用人對數(shù)字產(chǎn)品的擁有權。與加密技術不同，數(shù)字水印技術并不能阻止盜版活動的發(fā)生，但它可以判別對象是否受到保護，監(jiān)視被保護數(shù)據(jù)的傳播、真?zhèn)舞b別和非法拷貝、解決版權糾紛并為法庭提供證據(jù)。為了給攻擊者增加去除水印的難度，目前大多數(shù)水印制作方案都采用密碼學中的加密(包括公開密鑰、私有密鑰)體系來加強，在水印的嵌入、提取時采用一種密鑰，甚至幾

6、種密鑰聯(lián)合使用。隨著計算機應用逐漸廣泛、網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展，使音頻、視頻等多媒體信息都能以數(shù)字形式傳輸和播放，從而使大規(guī)模非授權拷貝成為了可能，而這樣會損害音樂、電影、書籍和軟件等出版業(yè)的發(fā)展，為了保護知識產(chǎn)權引發(fā)了一個很有意義的研究方向：信息隱藏。本文首先介紹了了數(shù)字水印技術的原理和分類，接著對LSB算法原理及LSB算法實現(xiàn)進行了介紹，最后使用MATLAB對其加密過程進行了仿真。3.2數(shù)字水印技術的基本原理數(shù)字水印的主要目的是將特定的信息加入到需要保護的媒體信息中，加入的信息一般是能夠代表媒體信息版權的內容，如公司標志、媒體作者、特定代碼等，而且要保

7、證數(shù)字水印能夠抵抗一定的攻擊，而不被輕易的破壞和修改，同時數(shù)字水印要能夠被提取或者能夠被檢測到。數(shù)字水印的具體內容、算法、提取或檢測過程根據(jù)實際應用有不同的要求。數(shù)字水印的嵌入和提取過程如圖3.1，圖3.2所示。20沈陽理工大學數(shù)字圖像處理課程設計水印信息密鑰圖像帶有水印的圖像加密算法圖3.1數(shù)字水印的嵌入過程水印圖像密鑰原始水印解密算法圖3.2數(shù)字水印的提取過程圖3.1是數(shù)字水印的嵌入過程，加入密鑰可以提高數(shù)字水印的隱蔽性、抗攻擊性，而并非是必須的。根據(jù)用途不同，嵌入的水印有些是需要還原的，而有些則只需驗證水印的存在性，前者需要數(shù)字水印的提取算法，而

8、圖3.2需要數(shù)字水印的檢測算法，根據(jù)具體的水印算法，嵌入或提取的過程可能有所不同。3.3數(shù)字水