MATLAB技术图像水印应用
(完整word版)数字图像水印matlab实现
论文独创性声明本人所呈交的论文,是指导教师的指导下,独立进行研究和开发工作所取得的成果。
除文中已特别加以注明引用的内容外，论文中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明并致谢。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担.特此声明。
论文作者（签名)：20 年月日摘要随着计算机网络的迅速发展,包括数字图像在内的数字媒体得到了广泛的应用,数字媒体的数据逐渐成为人们获取信息的重要来源，但随之而来出现了一系列如随意复制、编辑、非法传播数字图像的信息安全问题,数字媒体的版权保护问题变的日益突出,数字图像水印技术由此应用而生，已成为信息安全领域的一个研究热点.本文比较系统地研究了数字水印技术在静止图像中的应用问题。
首先介绍了数字水印技术的发展背景，然后对数字水印的原理、特点、分类、典型算法、应用领域以及评价标准等等进行了简要的分析。
其次，本文主要是针对目前现有数字图像水印算法实现过程比较复杂，其中重点讨论关于DCT的数字图像水印技术的嵌入，提取和水印的攻击测试等.最后对数字图像水印的特征进行分析总结。
最终通过Matlab这一工具来实现其具体的过程.通过实验对比分析得到该种算法具有一定的可行性以及较好的鲁棒性。
关键词：数字图像水印，信息安全，DCT算法,Matlab.AbstractWith the rapid development of computer network，digital media, including digital image has been widely used，digital media data gradually become an important source of obtaining information，but there's a series of such as free to copy, edit，illegal dissemination of digital image information security，copyright protection of digital media has become increasingly outstanding, digital image watermarking technology and the application, has become a research hotspot in the field of information security。
图像数字水印+matlab程序
第三章图像数字水印的方案3.1 图像数字水印的技术方案在数据库中存储在国际互联网上传输的水印图像一般会被压缩，有时达到很高的压缩比。
因此，数字水印算法所面临的第一个考验就是压缩。
JPEG和EZW（Embedded Zero-Tree Wavelet）压缩是最常见的两种压缩方法。
JPEG是基于离散余弦变换域的压缩方法，而EZW是基于小波变换域的压缩方法。
前人的研究证明采用与压缩算法相同的变换域水印方法，对于压缩的稳健性较强。
因此，我研究图像文件水印算法主要集中在变换域算法及利用人眼视觉特性上。
数字水印的嵌入要求即要考虑视觉透明性，又要保证嵌入水印后图像的稳健性，这两个方面存在着矛盾。
保证视觉透明性，就要将水印嵌入到人眼不敏感区，也就是嵌入到图像的高频分量中。
而多数图像处理方法对于图像高频部分的损坏程度较高，如有损压缩、高频滤波等。
水印很容易在经历图像处理的过程中丢失。
这样，则无法保证图像数字水印的稳健性。
如果要获得很好的稳健性，数字水印应加在人眼敏感的低频部分，图像的大部分能量集中在低频部分，如果对于低频部分进行处理，水印固然会失去，而图像也没有了利用价值，然而，水印的嵌入会对图像的质量有非常大的影响，这又无法保证视觉透明性。
数字水印算法的实现基本分为三个部分：宿主图像的变换，水印的嵌入和水印的检测，分别描述如下。
3.2 基于DCT域的图像数字水印技术离散余弦变换（Discrete Cosine Transform）属于正交变换图像编码方法中的一种。
正交变换图像编码始于1968年。
当时安德鲁斯（Andrews）等人发现大多数自然图像的高频分量相对幅度较低，可完全舍弃或者只用少数码字编码，提出不对图像本身编码，只对其二维傅立叶（DFT）系数进行编码和传输。
但DFT是一种正交变换，运算量很大，常常使实时处理发生困难，第二年他们就用Walsh-Hadamard变换（WHT）取代DFT可以使运算量明显减少，这是因为WHT变换只有加减法而无需乘法。
基于Matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现
摘要数字水印(Digital Watermarking)技术是我们生活中经常见到的信息隐藏技术。
它将一些标识信息(即数字水印)直接嵌入数字载体中，但不影响原载体的使用价值，也不容易被人的知觉系统觉察或注意到。
空间数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向，另一类是频率数字水印。
空间数字水印采用最低有效位(LSB)算法,通过修改表示数字图像的颜色或颜色分量的位平面,调整数字图像中感知不重要的像素来表达水印的信息,以达到嵌入水印的目的。
本实验是基于matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现。
关键词：信息隐藏技术；空间数字水印； LSB算法；matlab目录1 设计任务与目的 (1)2 MATLAB的简介及应用 (1)2.1 MATLAB简介 (1)2.2 MATLAB应用 (1)3 数字水印技术 (2)3.1 数字水印技术的发展 (2)3.2 水印分类 (2)3.3 数字水印的特点 (3)3.4 数字水印技术的基本原理 (4)4 基于LSB的数字水印算法 (5)4.1 LSB算法原理 (5)4.2 LSB算法的实现 (6)4.2.1 水印嵌入算法 (7)4.2.2 水印提取算法 (9)5 MATLAB软件仿真 (11)5.1 仿真结果 (11)5.1.1 水印嵌入仿真 (11)5.1.2 水印提取仿真 (12)5.2 仿真分析 (13)结论 (14)参考文献 (15)基于Matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现1 设计任务与目的(1)通过课程设计把自己在大学中所学的知识应用到实践当中。
(2)在课程设计的过程中掌握程序编译及软件设计的基本方法。
(3)深入了解利用Matlab设计基于Matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现。
(4)提高自己对于新知识的学习能力及进行实际操作的能力。
(5)锻炼自己通过网络及各种资料解决实际问题的能力。
2 MATLAB的简介及应用2.1 MATLAB简介MATLAB 是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
基于Matlab的数字水印设计基于空域的水印实现
摘要数字水印(Digital Watermarking)技术是我们生活中经常见到的信息隐藏技术。
它将一些标识信息(即数字水印)直接嵌入数字载体中，但不影响原载体的使用价值，也不容易被人的知觉系统觉察或注意到。
空间数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向，另一类是频率数字水印。
空间数字水印采用最低有效位(LSB)算法,通过修改表示数字图像的颜色或颜色分量的位平面,调整数字图像中感知不重要的像素来表达水印的信息,以达到嵌入水印的目的。
本实验是基于matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现。
关键词：信息隐藏技术；空间数字水印； LSB算法；matlab目录1 设计任务与目的 (1)2 MATLAB的简介及应用 (1)2.1 MATLAB简介 (1)2.2 MATLAB应用 (1)3 数字水印技术 (2)3.1 数字水印技术的发展 (2)3.2 水印分类 (2)3.3 数字水印的特点 (3)3.4 数字水印技术的基本原理 (4)4 基于LSB的数字水印算法 (5)4.1 LSB算法原理 (5)4.2 LSB算法的实现 (6)4.2.1 水印嵌入算法 (7)4.2.2 水印提取算法 (9)5 MATLAB软件仿真 (11)5.1 仿真结果 (11)5.1.1 水印嵌入仿真 (11)5.1.2 水印提取仿真 (12)5.2 仿真分析 (13)结论 (14)参考文献 (15)基于Matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现1 设计任务与目的(1)通过课程设计把自己在大学中所学的知识应用到实践当中。
(2)在课程设计的过程中掌握程序编译及软件设计的基本方法。
(3)深入了解利用Matlab设计基于Matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现。
(4)提高自己对于新知识的学习能力及进行实际操作的能力。
(5)锻炼自己通过网络及各种资料解决实际问题的能力。
2 MATLAB的简介及应用2.1 MATLAB简介MATLAB 是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
基于Matlab的图像数字水印技术
基于Matlab的图像数字水印技术摘要：信息技术和计算机网络的迅速发展，使得包括图像在内的数字媒体信息的交流达到了前所未有的深度和广度，与此同时，也使得在网上传播的图像版权保护和服务认证面临着日益严峻的挑战。
做为信息隐藏技术在计算机领域的一项重要应用，数字水印具有双重安全性，即水印的添加与否具有不可知性以及水印的提取受秘钥的保护，因而非常适用于信息安全问题，为保护多媒体信息的版权及信息的合法使用提供了一种新的解决思路。
关键字：数字图像水印技术 Matlab正文：1.图像数字水印技术的概念与特点数字水印可以看作是插入到数字媒体中的数字信号或模板。
水印技术把媒体从一种形式转换为另一种形式，但是水印技术基本上没有改变媒体，确保媒体可以认知，一旦解密后，密码术对媒体没有任何保护，但水印可以始终保存在媒体中。
把与媒体、作者、版权和使用许可的有关信息作为水印嵌入到媒体中，需要时从媒体中检测或提取出这些信息，用于证明原创作者对作品的所有权的证据。
水印与宿主数据紧密结合并隐藏其中，成为宿主数据不可分离的组成部分。
1.1基本原理图像数字水印技术是指用信号处理的方法在图像数据中嵌入隐含标记，水印分为可感知和不易感知两种。
（1）可感知水印。
这是一种可以看见的水印，就像插入或覆盖在图像上的标识。
它与可视纸上的水印相似，这类水印一般选用较淡或半透明图案。
它既可以证明作品的归属，又不妨碍对作品的欣赏，主要应用于标识那些可在图像数据库或Internet上得到的图像预览，防止这些图像被作为商业用途。
（2）不易感知水印。
这是一种应用更加广泛的水印，主要用来鉴别产品的真伪及产权保护。
人们在感觉上的冗余是这种水印存在的前提。
与可视水印相反，它加在图像当中从表面上是不易察觉的。
由于数字产品都是为了满足感官需求，这就要求它的水印不可破坏其欣赏价值与使用价值，要求水印不引人注目。
虽然不易感知的数字水印不能阻止合法产品被非法复制，但是当发生版权纠纷时，所有者可以从中提取出标记，从而证明物品为某人所有。
图像数字水印Matlab源代码
图像数字⽔印Matlab源代码1、运⾏MAIN.m即可开始⽔印的嵌⼊和提取。
2、⽂件夹中的两幅图⽚为载体图像和⽔印图像。
3、其他⽂件为主程序所调⽤的⾃定义函数，说明如下：sdwt.m:对图像依视觉能量进⾏树状⼩波分解embed.m:对标记的嵌⼊点进⾏⽔印嵌⼊nembed.m:对每个节点实施⽔印嵌⼊sidwt.m:对嵌⼊后的树形⼦图以⼩波逆变换进⾏重组sdwt_ex.m:依密钥树对含⽔印图像进⾏分解extract.m:依密钥树抽取⽔印nextract.m:对每个节点实施⽔印抽取jadeR.m:JADE算法，⽤于实现ICAfuse_pca.m:PCA算法，⽤于实现融合rand_orth.m:⽣成混叠矩阵随机数MAIN.m 主程序%-------------------⽔印嵌⼊------------------------------------------------while 1clear;c=0.3;a=imread('lina.jpg');%原图像b=imread('changsha.bmp')*255;%⼆值⽔印图像[m1,n1]=size(a);[m2,n2]=size(b);e0=(sum(sum(a.^2)))/(m1*n1);e0=c*e0;%计算基准能量[t,tkey]=sdwt(double(a),'db2',m2,n2,e0);%树状⼩波分解[t,tkey]=embed(t,tkey,b);%嵌⼊⽔印aw=sidwt(t,'db2');%重组figure(1);subplot(1,2,1);imshow(uint8(a));title('原图');subplot(1,2,2);imshow(uint8(aw));title('嵌⼊图');imwrite(uint8(aw),'watermark.jpg');% csvwrite('key.txt',reshape(tkey,m2,n2));v1=m1*m1*255*255;v2=sum(sum((double(a)-aw).^2));snr=10*log10(v1/v2);% 峰值信噪⽐snr。
基于MATLAB的数字图像水印算法研究与应用
基于MATLAB的数字图像水印算法研究与应用数字图像水印技术是一种信息隐藏技术，通过在数字图像中嵌入特定的信息，实现对图像的认证、版权保护、身份验证等功能。
在当今信息爆炸的时代，数字图像水印技术越来越受到人们的关注和重视。
本文将围绕基于MATLAB的数字图像水印算法展开研究与应用探讨。
一、数字图像水印技术概述数字图像水印技术是一种将特定信息嵌入到数字图像中并能够提取出来的技术。
通过在图像中添加水印信息，可以实现对图像的认证、完整性验证、版权保护等功能。
数字图像水印技术主要包括空域水印和频域水印两种类型，其中频域水印技术又包括离散余弦变换（DCT）域水印和小波变换域水印等。
二、MATLAB在数字图像处理中的应用MATLAB是一种强大的科学计算软件，广泛应用于数字图像处理领域。
其丰富的工具箱和便捷的编程环境使得MATLAB成为研究者和工程师首选的工具之一。
在数字图像处理中，MATLAB提供了丰富的函数和工具，可以实现图像的读取、显示、处理、分析等操作，为数字图像水印算法的研究与实现提供了便利。
三、数字图像水印算法原理1. 空域水印算法空域水印算法是将水印信息直接嵌入到原始图像的像素值中。
常见的空域水印算法包括LSB替换算法、LSB匹配算法等。
LSB替换算法是将水印信息嵌入到原始图像的最低有效位中，以保证对原始图像影响最小；LSB匹配算法则是通过调整像素值使得其最低有效位与水印信息相匹配。
2. 频域水印算法频域水印算法是将水印信息嵌入到原始图像的频域表示中，常见的频域水印算法包括DCT域水印和小波变换域水印。
DCT域水印是将水印信息嵌入到原始图像的DCT系数中，利用DCT变换的性质实现对原始图像的保护；小波变换域水印则是将水印信息嵌入到原始图像的小波系数中，具有更好的鲁棒性和安全性。
四、基于MATLAB的数字图像水印算法实现在MATLAB环境下，可以通过编写相应的代码实现数字图像水印算法。
首先需要读取原始图像和水印信息，然后根据所选的算法进行水印嵌入和提取操作。
基于Matlab的数字图像水印技术
基于Matlab 的数字图像水印技术**********摘要：数字水印技术涉及到许多图像处理算法以及数学计算工具等，如果用普通编程工具实现上述算法，需要要花费大量的时间，MathWorks公司推出的一种简单、高效、功能极强的高级语言——MATLAB语言，它具有高性能数值计算能力，可视化计算环境。
只需短短的几行代码就可在MATLAB中解决许多复杂的计算问题。
关键字：图像处理，数字水印， MATLAB0 引言随着Internet的普及，信息的安全保护问题越来越备受关注。
如何有效地防止数据的非法复制以及鉴别数字媒体的知识产权，成为急需解决的问题。
Caronni在1993年提出了数字水印，并将其应用于数字图像，后来，将数字水印的概念扩展到电视图像等领域，数字水印技术是一种版权保护的重要手段，得到了广泛的研究和应用。
本文简要介绍一下基于Matlab的数字图像水印技术。
介绍数字水印的原理以及使用方法，探索了基于离散余弦变换(DCT)的数字图像水印算法，并借助MATLAB，实现数字水印的嵌入、提取以及攻击测试。
1 数字水印技术1.1 数字水印数字水印（Digital Watermarking）技术是将一些标识信息(即数字水印)直接嵌入数字载体当中，例如包括多媒体、文档、软件等，但不影响原载体的使用价值，也不容易被人的知觉系统，如视觉或听觉系统觉察到。
通过这些隐藏在载体中的信息，可以确认内容创建者、购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改等。
数字水印是信息隐藏技术的重要研究方向之一。
从信号处理的角度看，在载体图像中嵌入数字水印，可以视为在强背景(即原始公开图像)下叠加一个视觉上看不到的弱信号(即水印图像)，由于人的视觉系统(Human VisualSystem，HVS)[1]分辨率受到一定的限制，只要保证叠加信号的幅度低于HVS的对比度门限，HVS就感觉不到信号的存在，因此，通过对载体对象作一定的调整变换，就有可能在不引起人感知的情况下嵌入一些信息。
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MATLAB技术图像水印应用
图像水印是一种常用的技术，用于保护和认证数字图像的版权。
它在各种应用
领域中得到了广泛的应用，如数字媒体、电子商务、内容传输等。
而MATLAB作
为一个强大的数值计算和数据可视化工具，也被广泛应用于图像水印的开发和实现上。
本文将介绍MATLAB技术在图像水印应用中的一些方法和应用案例。
图像水印的目的是将一个不可见的标识（水印）嵌入到原始图像中，以便在需
要时可以被提取出来。
在嵌入水印的过程中，我们需要考虑保持图像的视觉质量，并且保证水印在不经意间不能被删除或篡改。
MATLAB提供了一系列的图像处理工具箱，可以方便地处理和操作图像数据。
首先，我们可以使用MATLAB的图像处理函数来读取和显示原始图像。
然后，我
们可以使用图像处理函数来对原始图像进行一系列的操作，如滤波、增强等。
在图像水印应用中，常用的一种方法是使用离散余弦变换(DCT)。
DCT是一种
将信号或图像从时域转换到频域的技术。
通过将图像分成块，并对每个块进行
DCT变换，我们可以得到一组表示图像频谱的系数。
而嵌入水印的过程则是通过
将水印信息嵌入到这些系数中。
MATLAB提供了现成的函数可以方便地进行DCT
变换和逆变换。
除了DCT变换，还有一种常用的图像水印方法是使用离散小波变换(DWT)。
DWT是一种多分辨率分析技术，可以将信号或图像分解成多个频率子带。
通过将
水印信息嵌入到某些子带中，我们可以实现图像水印的目的。
MATLAB提供了一
系列的小波函数，可以方便地进行小波变换和逆变换。
另外，MATLAB还提供了一些图像处理工具箱，如图像压缩、图像恢复等。
这些工具箱可以在图像水印应用中发挥重要的作用。
例如，在图像压缩的过程中，我们可以将水印嵌入到压缩编码的数据中。
这样，即使在图像被压缩和传输的过程中，水印依然能够保持不变。
除了常规的图像水印应用，MATLAB还可以用于一些特殊领域的图像水印应用。
例如，在医学图像中，我们可以使用图像水印技术来保护患者隐私和数据完整性。
在数字媒体的应用中，我们可以使用图像水印技术来保护音频和视频数据的版权。
综上所述，MATLAB是一个强大的工具，可以方便地实现图像水印应用。
通
过使用MATLAB的图像处理和信号处理函数，我们可以方便地进行图像水印的嵌
入和提取。
同时，MATLAB提供了丰富的工具箱，可以满足不同领域的图像水印
需求。
无论是简单的应用还是复杂的应用，MATLAB都可以提供强大的支持和解
决方案。
因此，MATLAB在图像水印应用中具有重要的地位和潜力。
尽管MATLAB在图像水印应用中具有重要的地位，但是它仍然面临一些挑战
和限制。
例如，图像水印技术需要保持嵌入的水印不受任意修改和攻击。
然而，现实中存在各种各样的攻击和篡改手段，如图像旋转、缩放、平移等。
这些攻击可能会导致水印信息丢失或损坏。
因此，如何提高图像水印的鲁棒性和安全性仍然是一个重要的研究方向。
此外，图像水印技术还需要考虑到用户的隐私和个人权益。
在一些应用场景中，用户可能不希望将自己的个人信息嵌入到图像中。
因此，在使用图像水印技术时，我们需要确保用户的个人信息不被泄露和滥用。
总之，MATLAB在图像水印应用中具有丰富的功能和强大的支持。
无论是基
本的图像水印应用，还是特殊领域的应用，MATLAB都可以提供强大的解决方案。
然而，图像水印技术仍然面临一些挑战和限制，需要进一步的研究和改进。
我们相信，随着技术的不断进步和发展，图像水印技术将在不久的将来得到更广泛的应用和发展。