基于matlab的數(shù)字水印設(shè)計(jì)——基于空域的水印實(shí)現(xiàn)

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1、摘要數(shù)字水印(DigitalWatermarking)技術(shù)是我們生活中經(jīng)常見到的信息隱藏技術(shù)。它將一些標(biāo)識(shí)信息(即數(shù)字水印)直接嵌入數(shù)字載體中，但不影響原載體的使用價(jià)值，也不容易被人的知覺系統(tǒng)覺察或注意到?？臻g數(shù)字水印是信息隱藏技術(shù)的一個(gè)重要研究方向，另一類是頻率數(shù)字水印?？臻g數(shù)字水印采用最低有效位(LSB)算法,通過修改表示數(shù)字圖像的顏色或顏色分量的位平面,調(diào)整數(shù)字圖像中感知不重要的像素來表達(dá)水印的信息,以達(dá)到嵌入水印的目的。本實(shí)驗(yàn)是基于matlab的數(shù)字水印設(shè)計(jì)——基于空域的水印實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵詞：信息隱藏技術(shù)；空間數(shù)字水??；LSB算法；matlabII目錄1設(shè)計(jì)任

2、務(wù)與目的12MATLAB的簡介及應(yīng)用12.1MATLAB簡介12.2MATLAB應(yīng)用13數(shù)字水印技術(shù)23.1數(shù)字水印技術(shù)的發(fā)展23.2水印分類23.3數(shù)字水印的特點(diǎn)33.4數(shù)字水印技術(shù)的基本原理44基于LSB的數(shù)字水印算法54.1LSB算法原理54.2LSB算法的實(shí)現(xiàn)64.2.1水印嵌入算法74.2.2水印提取算法95MATLAB軟件仿真115.1仿真結(jié)果115.1.1水印嵌入仿真115.1.2水印提取仿真125.2仿真分析13結(jié)論14參考文獻(xiàn)15III沈陽理工大學(xué)數(shù)字圖像處理課程設(shè)計(jì)基于Matlab的數(shù)字水印設(shè)計(jì)——基于空域的水印實(shí)現(xiàn)1設(shè)計(jì)任務(wù)與目的(1)通過課

3、程設(shè)計(jì)把自己在大學(xué)中所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中。(2)在課程設(shè)計(jì)的過程中掌握程序編譯及軟件設(shè)計(jì)的基本方法。(3)深入了解利用Matlab設(shè)計(jì)基于Matlab的數(shù)字水印設(shè)計(jì)——基于空域的水印實(shí)現(xiàn)。(4)提高自己對(duì)于新知識(shí)的學(xué)習(xí)能力及進(jìn)行實(shí)際操作的能力。(5)鍛煉自己通過網(wǎng)絡(luò)及各種資料解決實(shí)際問題的能力。2MATLAB的簡介及應(yīng)用2.1MATLAB簡介MATLAB是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matri

4、xLaboratory）的簡稱，和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。2.2MATLAB應(yīng)用MATLAB產(chǎn)品族可以用來進(jìn)行以下各種工作：1)數(shù)值分析2)數(shù)值和符號(hào)計(jì)算3)工程與科學(xué)繪圖15沈陽理工大學(xué)數(shù)字圖像處理課程設(shè)計(jì)1)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真2)數(shù)字圖像處理技術(shù)3)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)4)通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真5)財(cái)務(wù)與

5、金融工程MATLAB的應(yīng)用范圍非常廣，包括信號(hào)和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測(cè)試和測(cè)量、財(cái)務(wù)建模和分析以及計(jì)算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。附加的工具箱（單獨(dú)提供的專用MATLAB函數(shù)集）擴(kuò)展了MATLAB環(huán)境，以解決這些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)特定類型的問題。3數(shù)字水印技術(shù)3.1數(shù)字水印技術(shù)的發(fā)展數(shù)字水印是一個(gè)嶄新的信息隱藏技術(shù)，首次提出這個(gè)概念至今也不到20年。由于還處在學(xué)術(shù)研究的高峰階段，僅有少數(shù)應(yīng)用研究和應(yīng)用案例，所以還沒有形成國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，目前發(fā)現(xiàn)除了"國際知名的五家電腦及消費(fèi)型電子產(chǎn)品主流公司，包括IBM及索尼等已就數(shù)字"水印"技術(shù)的共同標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議"的報(bào)

6、道外，僅發(fā)現(xiàn)有成都宇飛信息工程有限責(zé)任公司起草并獲得國家標(biāo)準(zhǔn)化部門備案的兩個(gè)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《印刷打印數(shù)字水印軟件》(備案號(hào):1104-2002)和《基于內(nèi)容的、非密碼機(jī)制的計(jì)算機(jī)與移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備信息安全系統(tǒng)》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(備案號(hào):400-2010)。所以，學(xué)術(shù)界對(duì)數(shù)字水印技術(shù)的概念也沒有統(tǒng)一的表述和界定。3.2水印分類數(shù)字水印技術(shù)可以從不同角度進(jìn)行分類，因此有多種分類方法。1）按特性劃分按水印的特性可以將數(shù)字水印分為魯棒數(shù)字水印和易損數(shù)字水印兩類。2）按水印所附載的媒體劃分按水印所附載的媒體，我們可以將數(shù)字水印劃分為圖像水印、音頻水印、視頻水印、文本水印以及用于三維網(wǎng)格模型的

7、網(wǎng)格水印等。15沈陽理工大學(xué)數(shù)字圖像處理課程設(shè)計(jì)1）按內(nèi)容劃分按數(shù)字水印的內(nèi)容可以將水印劃分為有意義水印和無意義水印。2）按用途劃分按水印的用途，我們可以將數(shù)字水印劃分為票證防偽水印、版權(quán)保護(hù)水印、篡改提示水印和隱蔽標(biāo)識(shí)水印。3）按水印隱藏的位置劃分按數(shù)字水印的隱藏位置，我們可以將其劃分為時(shí)(空)域數(shù)字水印、頻域數(shù)字水印、時(shí)/頻域數(shù)字水印和時(shí)間/尺度域數(shù)字水印。時(shí)(空)域數(shù)字水印是直接在信號(hào)空間上疊加水印信息，而頻域數(shù)字水印、時(shí)/頻域數(shù)字水印和時(shí)間/尺度域數(shù)字水印則分別是在DCT變換域、時(shí)/頻變換域和小波變換域上隱藏水印。隨著數(shù)字水印技術(shù)的發(fā)展，各種水印算法層出不

8、窮，水印的