王江江開題報告

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1、河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告（學(xué)生填表）院系：電子信息工程學(xué)院2012年02月13日課題名稱采用塊間關(guān)系的彩色圖像水印算法研究—水印提取算法學(xué)生姓名王江江專業(yè)班級計科083課題類型軟件工程指導(dǎo)教師黎蔚職稱副教授課題來源科研1.設(shè)計（或研究）的依據(jù)與意義數(shù)字水印是近年來出現(xiàn)的數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護(hù)技術(shù)。可以標(biāo)識作者、所有者、使用者等，并攜帶有版權(quán)保護(hù)信息和認(rèn)證信息，目的是鑒別出非法復(fù)制和盜用的數(shù)字產(chǎn)品，作為密碼學(xué)的加密和置亂技術(shù)的補(bǔ)充，保護(hù)數(shù)字產(chǎn)品的合法拷貝和傳輸。隨著網(wǎng)絡(luò)信息化進(jìn)程的加速，對數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護(hù)技術(shù)的要求日益迫切。傳統(tǒng)加密方法只容許合法的密鑰擁有者訪問加密數(shù)據(jù)，但是加密數(shù)據(jù)

2、一旦解密后，就沒有辦法對數(shù)據(jù)的復(fù)制品和再分發(fā)進(jìn)行跟蹤。因此，傳統(tǒng)的密碼學(xué)方法對數(shù)據(jù)的版權(quán)保護(hù)能力較弱，出版者面對信息的分授權(quán)沒有很好的辦法。數(shù)字水印技術(shù)彌補(bǔ)了密碼方法的不足。它是一種可以在開放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下保護(hù)版權(quán)和認(rèn)證來源及完整性的新型技術(shù)，創(chuàng)作者的穿左信息和個人標(biāo)志通過數(shù)字水印系統(tǒng)以人所不可感知的水銀形式潛入在多媒體中，人們無法從表面上感知水印，只有專用的檢測器或軟件才可以檢測出隱藏的數(shù)字水印。一個有效的數(shù)字水印系統(tǒng)至少具備以下三個最基本的特性:①安全性:數(shù)據(jù)信息隱藏于數(shù)據(jù)圖像中,不是文件頭中,文件格式的變換不應(yīng)導(dǎo)致水印信息的丟失;②隱蔽性:在數(shù)字圖像作品中嵌入數(shù)字水印不會引起圖像明顯

3、的降質(zhì),即含水印的圖像與原始圖像對人的感覺器官的刺激應(yīng)該是無差別或差別很小,主觀感覺變化很小;③魯棒性:是指在經(jīng)歷有意或無意的信號處理過程后,水印信息仍能保持完整性或仍能被準(zhǔn)確鑒別.另外還有通用性、惟一性等特性.因此，數(shù)字水印一經(jīng)提出就成為熱點(diǎn)問題，出現(xiàn)了許多數(shù)字水印方案，也有許多公司已推出了數(shù)字水印的產(chǎn)品。但總的來說，數(shù)字水印的研究要以計算機(jī)科學(xué)、密碼學(xué)、通訊理論、算法設(shè)計和信號處理等領(lǐng)域的理論為基礎(chǔ)的。然而數(shù)字水印技術(shù)涉及到大量圖像處理算法、數(shù)學(xué)計算工具等，用普通編程工具實(shí)現(xiàn)上述算法將要花費(fèi)大量的時間。MATLAB語言是MathWorks公司推出的一種簡單、高效、功能極強(qiáng)的高級語言，

4、具有高性能數(shù)值計算能力和可視化計算環(huán)境。因此本文基于典型的DCT數(shù)字水印算法過程，詳細(xì)介紹用MATLAB實(shí)現(xiàn)數(shù)字水印的提取和各種攻擊下的魯棒性測試。2.國內(nèi)外同類設(shè)計（或同類研究）的概況綜述數(shù)字水印技術(shù)自20世紀(jì)90年代以來，經(jīng)過了20多年的蓬勃發(fā)展，成為了信息安全領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)，在互聯(lián)網(wǎng)普及的今天，他為網(wǎng)絡(luò)信息安全起到了重要的保護(hù)作用。1994年，VanSchyndel在其發(fā)表的關(guān)于圖像數(shù)字水印的文章“Adigitalwatermark”中，第一次提出了數(shù)字水印的概念，之后引起了人們的關(guān)注并意識到了數(shù)字水印的重要作用，開始關(guān)注數(shù)字水印技術(shù)的發(fā)展。從1995年以后，數(shù)字水印技術(shù)不斷引

5、起廣大研究人員的積極關(guān)注，掀起了數(shù)字水印研究的熱潮，并且得到了迅速的發(fā)展，此外還有一些著名的大學(xué)、知名公司和政府部門等研究機(jī)構(gòu)也相繼投入到數(shù)字水印技術(shù)的研究之中，并取得了一定的研究成果，國際上也有很多權(quán)威學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)發(fā)表了相關(guān)的文章。我國水印技術(shù)的發(fā)展當(dāng)然不甘落后，一些研究單位及高校等也紛紛投入到數(shù)字水印的研究，例如中科院、清華大學(xué)、北京郵電大學(xué)等。我國先后又舉辦了5次信息隱藏技術(shù)研討會。同時也將數(shù)字水印技術(shù)的研究列入了國家863、973等項(xiàng)目，雖然我國針對數(shù)字水印的研究起步比較晚，但是也起得了一定的成就。從公開發(fā)表的文獻(xiàn)來看，當(dāng)前對于水印算法的研究主要是基于突襲那個的數(shù)字水印算法。常見的有

6、空域的基于最低有效位的圖像水印，變換域的基于離散余弦變換和基于小波變換。在空域，Trikel等提出了基于最低有效位的圖像水印算法，理由最低極為隱藏信息，應(yīng)用簡單，可容納的信息量大，但魯棒性較弱。Bender等提出了Pathwork方法及紋理塊映射編碼方法，該算法不可見性良好，魯棒性較強(qiáng)，但僅用有大量紋理的圖像。在變換域，變換域技術(shù)保證了水印容量，實(shí)現(xiàn)了良好的不可見性和魯棒性，包括離散余弦變換（DCT）、離散小波變換（DWT）。隨后越來越多的研究人員開始考慮到了人類視覺的重要性，兵器除了人類視覺的JND（JustNoticeableDifference）模型。國內(nèi)外眾多的學(xué)者開始紛紛提出了

7、基于人類視覺系統(tǒng)的水印算法，并實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)的嵌入水印。例如，Kaewkamnerd和Kwon等人在DCT域結(jié)合HVS來確定水印的嵌入位置和強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了水印技術(shù)與HVS特性的很好結(jié)合，水印對常見的各種攻擊具有魯棒性。Podilchuk等在小波變換域內(nèi)進(jìn)行水印的嵌入和提取，采用HVS，控制嵌入水印新號的最大強(qiáng)度，避免了對圖像視覺質(zhì)量的破壞。在我國，黃繼武也提出了一種利用HVS特性對水印圖像塊分類的自適應(yīng)水印算法。WangHQ提出了模糊自