数字图像水印算法的快速实现研究

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用于图像处理的数字水印算法的分析与实现

用于图像处理的数字水印算法的分析与实现

用于图像处理的数字水印算法的分析与实现一、数字水印算法的基本原理数字水印技术是一种在数字图像、音频、视频等数字媒体中嵌入特定信息的技术,它可以将信息与载体媒体无缝地结合,具有不易被删除、不影响载体媒体质量、可靠性高等优点。

数字水印算法的基本原理是将要嵌入的信息通过一定的变换方式嵌入媒体中,嵌入后的数字水印数据不易被发现,但可以通过特定的解码方式得到其中的信息。

数字水印算法基于以下几个基本原理:1. 弱可见性:嵌入的数字水印不应该对原始媒体产生显著的影响,应该是无感知的或者弱可见的。

2. 鲁棒性:嵌入的数字水印应该具有一定的鲁棒性,即在经过一定的攻击或者处理后,数字水印依然能够被有效地检测出来。

3. 安全性:数字水印应该具有一定的安全性,即不能被轻易地破解或者篡改。

4. 容量:数字水印应该具有一定的容量,即可以嵌入足够多的信息,且不会对原始媒体的质量产生显著的影响。

二、常见的数字水印算法常见的数字水印算法包括频域算法、空域算法、小波变换算法、扩频算法等等。

1. 频域算法频域算法基于傅里叶变换的思想,将数字水印嵌入到载体媒体的频域中。

经过傅里叶变换处理后,原始图像的频域将变成一个矩形区域,从而可以在图像频域的某个位置嵌入数字水印信息。

常见的频域算法包括DCT、DWT、FFT等。

2. 空域算法空域算法直接将数字水印嵌入到载体媒体的像素值中,常见的空域算法包括LSB算法、改进的LSB算法、矩阵置换算法等。

其中LSB算法是最常见的一种,它将数字水印嵌入载体媒体的最不显著的位上,从而实现数字水印的嵌入。

3. 小波变换算法小波变换算法是一种比较成熟的数字水印算法,它将数字水印嵌入到图像的小波系数中,从而实现数字水印的嵌入。

小波变换可以有效地分析图像的局部特征,因此小波变换算法在数字水印中的应用越来越广泛。

4. 扩频算法扩频算法将数字水印嵌入到载体媒体的高频成分中,从而实现数字水印的嵌入。

扩频算法需要使用特定的扩频序列来加密数字水印,提高数字水印的安全性。

位图数字水印的算法研究与实现

位图数字水印的算法研究与实现
像处 理 操 作 。
关 键词 : 数字水印 ; ;C 位图 D T
中 图分 类 号 :'3 1 P 1 I 文 献 标 识 码 : A D :03 6 OI1 .9 9,isn1 0 — 2 02 10 .4 .s .0 1 0 7 .01 .3o i
S u y a d Re l a i n o h e h d Us t d n a i to ft e M t o e i z n Bi a g t l a e m a k t p Di i m a W tr r
印 。 着 数 字 水 印 技 术 的 发 展 , 种 水 印 算 法 层 出 不 随 各
从 而实现压 缩域 内的水 印编码 。
所 以我 们采用 变换 域的方 法 。在 变换域 的方法 中 目前普遍 应用 的是F T D T F 、 C 以及 小波 变换 等多种 算法 , 由于F v中用 到 了复数 运算 而且 运算 量 较大 f r 而 小 波变 换 的计 算 量 过 大 ,所 以本 文 中 我 们 采用 DT C 算法 。以下是一 维D T C 的正 、 逆变 换 的表 达式 :
c l u a in b o sd rn p i a r p r f h ma e n s ac l t y c n i e i g o t l p o e t o u n b i g .Re u t o ma e t s h we h t t e o c y s l f i g e t s o d t a h s e fc fi s rin a d d t c in w s g o .T i k n f a e ma k wa e y s c e n o l r ss f to n e t n ee t a o d h s i d o w t r r s v r e r t a d c u d e it e o o

毕业设计(论文)数字图像水印技术的研究与实现

毕业设计(论文)数字图像水印技术的研究与实现

湖南涉外经济学院毕业设计(论文)题目DWT域数字图像水印技术的研究与实现作者学部电气与信息工程学部专业通信工程学号指导教师黄彩云二〇一一年五月十日湖南涉外经济学院毕业设计(论文)任务书电气与信息工程学部通信工程系系(教研室)主任:(签名) 2010 年 12 月 18 日学生姓名: 学号: 专业: 通信工程1 设计(论文)题目及专题: DWT域数字图像水印技术的研究与实现2 学生设计(论文)时间:自 2011 年 1 月 8 日开始至 2011 年 4 月 25 日止3 设计(论文)所用资源和参考资料:[1] 陈武凡.小波分析及其在图像处理中的应用[J].科学出版社,2002, [2] 何东健.数字图像处理[J].西安电子科技大学出版社,2003,[3] 陈书海,傅录祥.实用数字图像处理[J].科学出版社,2005. [4] 陈桂明.应用MATLAB语言处理数字信号与数字图像[J].北京科学出版社,2000. [5] 汪小帆,戴跃伟,茅耀斌.信息隐藏技术方法与应用[J].北京机械工业出版社,2001.4 设计(论文)应完成的主要内容:就对目前数字水印技术的发展状况,包括数字水印的基本特征及分类,数字水印处理系统的基本框架以及目前的一些主要算法进行了论述。

最后围绕数字水印的两个最重要的特点——隐蔽性和鲁棒性进行考虑,设计并实现了一个完整的水印系统。

5 提交设计(论文)形式(设计说明与图纸或论文等)及要求:(1) 撰写设计报告;(2) 设计报告要求字数达2万字,提供电子版和文字版;(3) 设计报告包括目录、中英文摘要、关键词、方案选择及确定、技术要求、设计过程及参数计算、软件流程图及源程序、调试方法及步骤、小结等;(4) 提供电路原理图,要求用A0或A1图纸描绘。

6 发题时间: 2010 年 12 月 18 日指导教师:(签名)学生:(签名)湖南涉外经济学院毕业设计(论文)指导人评语[主要对学生毕业设计(论文)的工作态度,研究内容与方法,工作量,文献应用,创新性,实用性,科学性,文本(图纸)规范程度,存在的不足等进行综合评价]指导人:(签名)年月日指导人评定成绩:毕业设计(论文)评阅人评语[主要对学生毕业设计(论文)的文本格式、图纸规范程度,工作量,研究内容与方法,实用性与科学性,结论和存在的不足等进行综合评价]评阅人:(签名)年月日评阅人评定成绩:毕业设计(论文)答辩记录日期:学生:江堃学号: 200703402205 班级:通信工程0702 题目:DWT域数字图像水印技术的研究与实现提交毕业设计(论文)答辩委员会下列材料:1 设计(论文)说明书共页2 设计(论文)图纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计(论文)答辩委员会评语:[主要对学生毕业设计(论文)的研究思路,设计(论文)质量,文本图纸规范程度和对设计(论文)的介绍,回答问题情况等进行综合评价]答辩委员会主任:(签名)委员:(签名)(签名)(签名)(签名)答辩成绩:总评成绩:摘要随着计算网络和多媒体技术的快速发展,特别是Internet的普及,信息安全问题日益突出。

基于模式识别技术的数字图像水印算法设计与实现

基于模式识别技术的数字图像水印算法设计与实现

基于模式识别技术的数字图像水印算法设计与实现数字水印技术已经成为了保护数字媒体内容的重要手段之一,其中基于模式识别的数字图像水印算法是一种较为常见的方法。

本文将着重探讨基于模式识别技术的数字图像水印算法设计与实现的过程。

一、数字图像水印技术简介数字图像水印技术是将信息嵌入到数字图像中,在不影响原有图像信息的前提下,以保护图像版权和防伪等目的。

数字图像水印可以分为盲水印和非盲水印两种,其中非盲水印需要原始图像作为解密时的比对参考,而盲水印则不需要。

目前,数字水印技术的应用越来越广泛,如音视频媒体、文献资料、软件程序等,因此对数字水印技术的研究与应用也越来越深入。

二、基于模式识别的数字图像水印算法设计基于模式识别的数字图像水印算法主要利用图像自身的特征,将水印嵌入到图像的纹理中。

这种算法具有良好的可见度和鲁棒性,同时也能有效地抵御一些攻击手段,如JPEG压缩、旋转、缩放等。

基于模式识别的数字图像水印算法主要包括以下步骤:1. 选择合适的水印模式。

水印模式一般是由一些比较简单的图形或文字组成,如线条、字母、数字等。

水印模式应该尽可能符合图像本身的特征,以提高水印的可见度和鲁棒性。

2. 对水印进行加密处理。

为了保证水印的安全性,一般采用加密技术对水印进行加密处理。

常用的加密方法有AES、DES等对称加密算法和RSA、ECC等非对称加密算法。

3. 计算水印的嵌入位置。

一般需要对图像进行分块,并将水印嵌入到每个块的纹理中。

对于嵌入位置的选择,可以根据图像的不同特征,如亮度、色调、纹理等进行选择,以保证水印的可见度和鲁棒性。

4. 将加密后的水印嵌入到图像的纹理中。

可以利用一些比较常用的嵌入算法,如DCT变换、DWT变换等。

5. 提取水印。

在接收端,通过类似的算法对图像进行处理,从而可以提取出嵌入的水印。

提取水印的过程可以分为两步,即定位和解密。

首先根据水印的嵌入位置,找到水印所在的区域,然后利用相应的解密算法将水印解密出来。

基于密钥的数字图像水印算法研究

基于密钥的数字图像水印算法研究

0 引 言
数 字 水 印 技 术 是 近 几 年 来 国 际 学 术 界 兴 起 的 一
1 水 印嵌 入算 法 . 1
水印 的嵌入步骤如下 :1对原图像进行小 波变换 ; () ( ) 过 密钥 在各 子 带 中选 择水 印嵌 入 的位 置 . 存 2通 保
到 一 个 一 维 数 组 A 中 :3 若 二 值 水 印 的 值 为 0 且 数 () ,
组 A中对应 的值 为奇 数 . 将该 值加 上 1 否则 。 持 则 : 保
不 变 ;4 若 二 值 水 印 的 值 为 1且 数 组 A 中 对 应 的 值 () ,
为偶 数 , 则将 该 值加 1 否则 , 持不 变 ;5 最 后将 一 : 保 ()
维 数 组 A在 密 钥 控 制 下 还 原 到 原 来 的 位 置 . 就 将 水 印 嵌 入 到 各 子 带 图 像 中 :6 执 行 小 波 逆 变 换 。 ()
步骤如 下 :1用密钥选择待检测子带 图像 中相应位置 , ()
保存 到一 维数 组 B中 :2 若 数组 B中元 素 的值 为偶 () 数 , 提取 的水 印为 0 否则 水印 值为 1 ( ) 则 ; ; 3 将得 到 的 水 印与原 始水 印进行 相关性 比较 . 出水 印是 否存在 给
水 印 的提 取基本 是嵌入 水 印的逆 过程 . 体处理 具
密钥技术控 制水 印嵌 入 . 从而保 证 了水 印 分布在 图像
中 多 处 不 同 位 置 . 信 息 隐 藏 量 提 高 的 同 时 . 足 了 在 满 水 印 鲁 棒 性 的 基 本 要 求 确 定 水 印 方 案 后 . 水 印 嵌 在
1 水 印提 取 算法 . 2
水 印 在 网 络 上 传 输 或 拷 贝 的 过 程 中 . 能 遭 受 的 可 攻 击 一 般 不 会 较 大 改 变 图 像 的 灰 度 级 基 于 此 . 们 我

基于深度学习的数字图像水印算法研究

基于深度学习的数字图像水印算法研究

基于深度学习的数字图像水印算法研究数字图像的水印技术是一种在数字图像中嵌入特定信息的技术。

它可以对图像进行一定程度的保护,防止盗用和篡改,同时也可以用于版权保护、数字通信以及数据隐秘传输等领域。

然而,由于数字水印技术的广泛使用,水印的可见性和鲁棒性等问题也越来越受到人们的关注。

在这种情况下,深度学习技术的发展为数字水印技术的改善提供了新的思路和方法。

深度学习技术在数字图像中的水印算法中的应用深度学习作为一种新兴的机器学习技术,其应用范围已经不仅仅局限于自然语言处理、图像识别以及语音识别等领域。

在数字图像中的水印算法中,深度学习技术也得到了应用。

深度学习技术可以通过大量的训练数据和神经网络的优化来提高水印算法的可见性和鲁棒性。

深度学习在数字图像水印算法中的应用主要体现在以下几个方面:一、深度学习算法可以根据训练数据学习到数字图像的高级特征深度学习算法可以通过大量的训练数据来学习到数字图像的高级特征。

在数字图像水印算法中,研究人员可以利用已有的数据集(如COCO、ImageNet)对神经网络进行训练,使得神经网络可以学习到数字图像的特征。

在数字图像水印算法中,这些学习到的特征可以用来提高水印算法的可见性和鲁棒性。

二、深度学习算法可以根据训练数据优化数字图像水印算法深度学习算法可以通过优化神经网络来优化数字图像水印算法。

在数字图像水印算法中,深度学习算法可以通过自动编码器、卷积神经网络、循环神经网络等算法来优化数字图像水印算法,从而提高水印算法的可见性和鲁棒性。

三、深度学习算法可以根据训练数据进行数字图像水印的嵌入和提取深度学习算法可以通过训练数据来学习数字图像水印的嵌入和提取。

在数字图像水印算法中,深度学习算法可以通过对数字图像的特征进行嵌入和提取来实现数字图像水印的添加和检测。

深度学习技术在数字图像中的水印算法中的优缺点在数字图像中的水印算法中,深度学习技术有其独特的优点和缺点。

优点一、提高了数字水印算法的可见性和鲁棒性深度学习技术可以通过训练数据和神经网络的优化来提高数字水印算法的可见性和鲁棒性。

数字图像水印算法的设计与实现

数字图像水印算法的设计与实现

数字图像水印算法的设计与实现随着数字技术的不断发展,数字图像水印技术已经成为了一种广泛应用的技术。

数字图像水印技术能够将数字信息嵌入到待传输的图像中,以达到保护图像版权和传输安全的目的。

本文将介绍几种数字图像水印算法的设计与实现。

一、DCT域水印算法DCT域水印算法是一种基于离散余弦变换的水印算法。

首先,将待加水印的图像分成若干个8 x 8的小块,然后对每个小块进行离散余弦变换。

在进行离散余弦变换后,将水印信息嵌入到变换后的系数中。

最后,对所有加入水印的小块进行逆离散余弦变换得到加水印的图像。

实现该算法时需要注意,由于嵌入水印信息会对原始图像进行修改,需要进行适当的幅值控制,避免对图像质量造成过大的影响。

二、DWT域水印算法DWT域水印算法是一种基于小波变换的水印算法。

该算法将待加水印的图像进行小波变换,得到高频分量和低频分量。

然后,将水印信息嵌入到低频分量中。

最后,对修改后的低频分量和高频分量进行逆变换,得到加水印的图像。

实现该算法时需要注意,小波变换会引入一定的失真,需要进行一定的幅值控制和去噪操作,以保证加水印后的图像质量。

三、LSB域水印算法LSB域水印算法是一种基于最低有效比特的水印算法。

该算法将待加水印的图像的最低有效比特替换为水印信息,一般只修改少量像素的最低有效比特,从而达到水印目的。

实现该算法时需要注意,由于只修改了最低有效比特,所以加入的水印信息比较容易受到攻击,需要进行加密和鲁棒性增强措施。

四、RS域水印算法RS域水印算法是一种基于区域选择的水印算法。

该算法将待加水印的图像分成若干个区域,然后针对每个区域选择不同的水印嵌入算法。

不同的区域使用不同的嵌入算法可以提高水印的安全性和鲁棒性。

实现该算法时需要注意,需要进行充分的选取区域和嵌入算法,以保证加入的水印信息具有一定的独特性和抗攻击能力。

总的来说,数字图像水印算法涉及到的技术比较复杂,涉及到离散余弦变换、小波变换、最低有效比特、区域选择等多个方面。

基于小波变换的数字图像水印算法的研究

基于小波变换的数字图像水印算法的研究

为增强嵌入水 印信息 的稳健 性和不可见性 , 利用公式 l 加法完成 。 ④通过对嵌 入水印后 的系数进行小 波反变换 ,即可获 得加入水 印后 的图像 I。
32 水 印 提 取 算 法 及 步 骤 -
∑w i W( (× ’ ) i )
N: C 生 —————一 公 式( ) 4
指在经历多种无 意或有 意的信 号处 理过程后 ,数字水 印仍
能保持完整性或仍 能被 准确鉴别 。可能的信号处理过程包
在水 印嵌 入后 ,含水 印的图像在发生版权 纠纷 或其他
应用时 , 需要提取 出水印 图像 , 以确保版权 的归属问题或得 到隐藏的信息 , 这就是水 印提取 、 检测 的作用。以图像 为例 , 其中虚线表示该条件非必要条件 。
∑W( ) i
() 1
它的嵌入模式为 :
图 1 小 波 域 中嵌 入 水 印 的模 型
设有原始 图像 I 和水印信息 w,水印嵌入算法为 E 水 ,
印嵌 入时所采用的密钥 K , 那么水印图像 I 可表示如下 :
I=E I K ) W (, W, 公 式() 2
是指在数字 作品 中嵌入数 字水印不会 引起 明显 的降质 , 并 且不易被察觉 。( ) 2 鲁棒性( 也称稳健性 ) ——所谓 鲁棒性是
的透明性 、 鲁棒性 、 全性 、 安 肓检性和恢 复性 以及易提取性
达 到理 论 与 现 实 意 义上 的统 一 。
2 水印 的框 架和性 能评估
21 水 印 的 一 般模 型 .

般 的水 印算法 主要 由水印信息的嵌入和提取 的核心
算法来确 定。它的嵌入算法 主要是将水印信息加 入到载体
PN =0 l S R 11 g
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2 )设该序列 的第 n 个元素是 P n , 令: n = k * m + l ;
P n = i * m + j ;
高像素图像 , 速度优势更明显 。
1 快速数字 图像盲水 印算 法原 理
1 . 1 图像 的 H a d a ma r d变换
3 ) 交换像素位置 : 将原始水 印的像 素( i , j ) 放到新 位置 ( k , 1 ) , 即完成 水 印的置 乱处 理 。 其次 , 本文用两个 0 、 1 组成的互补序列分别表示 二值水印图像 中的像素值 0 和1 。 令L 为序列长度 , 这
。 ( H a d a ma r d T r a n s f o r m, 下 文 简称 H T ) 的变 换 矩 阵 的元
H XH


1、
式 ( 1 )中 H 代表一个 N X N的 H T矩 阵 , N = 2 “ , n = l , 2 , 3 …, 其元素值取为 + 1 或一 1 。 N阶的 H T矩 阵可 以 由 n 一 1阶 矩 阵 使 用 K r o n e c k e r 积 0 来实现 , 具体如下 : H = H l oHl
素取值最多只有两种 , 即{ 1 , - 1 } , 所 以有速度快 、 容易 用 硬件 实现 的优点 。本 研 究首 先 提 出 了一 种利 用 HT 的快速数字图像盲水 印算法 。其次 , 利用最新的 G P U
技术 ,通过 G P U执 行 快 速 H a d a m a r d变 换 和 反变 换 , 仿 真实 验 表 明 ,在 V i s u a l C + +下 G P U 上 执 行 H a d a ma r d变换 在 一定 条件 下 比 C P U更快 ,对 于处理

( 2 )
1 . 2 预 处理 算 法 1 . 2 . 1原 始水 印 置乱 首先 , 为 了增 加 鲁棒 性 , 先 对 原始 水 印 图像 W重
复四次 , 也就是 2 X 2 居 中平铺 , 设原始二值水印 图像

大 小 为 mXm, 令1 1 1 = 2 m, 预处 理后 , 得到 m X/ / 1 ' 大
技 经 济 市 场
数 字 图像水 印算法 的快 速 实现研 究
朱碧霞 ,李何 明
( 1 浙 江传媒 学院 电视 艺术 学院 ; 2浙 江传媒 学院新 媒体 学 院 , 浙江 杭 州 I 3 1 0 0 1 8 )
摘 要: 数 字水 印技术作为数字多媒体作 品版权保护和认证 的重要手段 , 近几年来发展得很快。本 文着 重研 究水 印算法 的快速实现。第一步提 出一种基 于 图像 盲水 印算法 : 首 先对 原始 图像 进行分块处理 , 然后通过在分块 H a d a m a r d变换域 中修 改 中频系数来嵌入水 印, 最后得 出具有 一定使用价值 的结论。实验结果表 明, 算法对常用的图像处理如 J P E G压缩、 加 噪、 滤波等攻击具有较好的鲁棒 性。第二步 , 在前人的研 究基础上 , 实现 G P U 来执行 快速 H a d a m a r d变换和反变换 。实 验 结果 表 明, 在V i s u a l C + +下利用 G P U执行 H a d a m a r d变换在 一定 条件下 比 C P U更 快 , 实验用 显卡性能越 强, 实验效果 越好 。 关键词 : 数字水 印; H a d a m a r d变换; 快速算法 ; G P U
小的 。 然后对水印图像进行置乱加密处理 以消除图
像像素之间的相关性 。本研究采用一种计算简单 、 容
易实 现 的置乱 方法 。 设 二值 水 印图像 大小 为 1 T I ×I T I , 具 体 的置乱 方法 为 : 1 ) 先 生成 一 个 1 到/ / / X/ / / ' 的序列 , 根据 密 钥 k e y 进 行置 乱 , 得 到 随机序 列 P ;
H T定义 如下 :
v —
术是在数字媒体中嵌入特定信息 的一种技术 , 根据所 嵌入的载体不 同, 可分为图像水印、 音频水印 、 视频水
印等 ; 根据嵌入位置不 同, 可分为空域水印[ 】 和变换域 水印p 卅; 而按检测过程 , 又可分为盲水印和非盲水印。 其 中用于版权保护 的数字水印一般要求具有 :鲁棒 性、 不可见性和安全性 。目前 , 数字水 印算法研究的重 点是鲁棒性 , 应用最多的是变换域算法 , 包括 D F T [ 2 J 、 D C 1  ̄ 3 ] 和D w , 经过国内外专家的多年研究、 改进 , 基 于变换域 的数字水印算法具有较强的鲁棒性 , 但还是 在一定程度上忽略对算法速度的关注 , 有些算法鲁棒 性很高 , 但处理 速度较慢 , 在小图像 中嵌入水印的时 间也可能要 1 分钟 。而实际的应用图像往往非常大 , 有一些应用甚至有实时 陛的要求 ,计算工作量大 , 操 作复杂 的算法就存在实际应用推广价值低的问题 , 因 此非常有必要研究快速的数字水印算法 。 哈达玛变换
O 引言
数字水印技术作为数字多媒体作品版权保护和
认 证 的重 要手 段 , 近几 年 C T和 D WT等 变换 , H T的主 要 优 点 在 于 计 算 复 杂度 低 , 速度快 , 容 易 用 硬件 实 现 。二 维
H T已经在 图像处理 和图像压缩 领域得到广泛 的应 用。 令 x代表源图像 , Y代表经过变换后的图像 , 二维
作者简介 : 朱碧 霞( 1 9 8 3 一) , 女, 浙江诸 暨人 , 实验 师 , 硕 士研 究生 , 主要研 究方向为实验 室技 术和数 字 多媒体技术 ; 李何 明( 1 9 8 2 -) , 男, 浙江杭 州人 , 实验师 , 硕士研究生 , 主要研 究方向为实验 室技术和 图形 图像 处理。
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