基于小波变换的图像自适应数字水印算法研究
基于小波变换的数字水印技术研究
shortage.Therefore, researchers combine Discrete Wavelet Transform and Singular Value Decomposition (SVD) .The new algorithm not only preserves DWT itself advantages,but also can use SVD to improve the robustness of the algorithm. Firstly,this paper makes a comprehensive introduction about digital
I
基于小波变换的数字水印技术研究及其应用分析
基于小波变换的数字水印技术研究及其应用分析近年来，随着数字化技术的迅速发展，数字媒体的内容传播已经成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。
而数字媒体的无限制传播也带来了一个巨大的问题——版权安全问题。
数字水印技术因此而应运而生。
本文将对基于小波变换的数字水印技术进行研究，并探讨其在实际应用中的效果和局限性。
一、基本原理数字水印技术是将一些特殊的信息嵌入到数字媒体文件中，这些信息通常是不可见的。
数字水印技术可以应用于图片、音频、视频等各种媒体领域。
这些嵌入的信息可以被用来验证文件的真实性或者防止侵权行为。
基于小波变换的数字水印技术，通常是将数字水印信息嵌入到原始信号的高频分量中。
它的基本原理是将数字水印信息与原始信号进行小波变换，然后在其高频分量中嵌入数字水印信息。
小波变换提供了一种优秀的多分辨率分析方法，可以将原始信号分解成不同分辨率的频带，极大提高了数字水印的嵌入效果。
同时，小波变换还具有良好的时域局部性和空间频率局部性，可以在高频分量中嵌入较弱的水印以增加鲁棒性，同时又不会影响到原始信号的质量。
二、实际应用数字水印技术的应用十分广泛，比如电子商务、版权保护和取证等方面。
下面，我们将分别介绍数字水印技术在这些领域中的应用情况。
在电子商务方面，数字水印技术可以保护商家的产品图片、视频以及其他电子文档等信息，防止重复利用或者盗用。
另外，数字水印技术还可以在数字媒体中嵌入潜在用户信息，方便营销推广。
在版权保护方面，数字水印技术可以在数字媒体中植入特殊的信息，标记媒体所有权和版权信息。
这可以有效保护版权，防止非法复制和传播，加强知识产权的保护。
在取证方面，数字水印技术可以嵌入不同的信息，如用户ID、时间戳等，可以在被篡改或者破坏的情况下实现取证目的。
此外，数字水印还可以用来记录分发和使用权，方便版权追溯。
三、局限性与发展趋势尽管数字水印技术在保护版权上的作用已经得到了广泛的认可，但是在实际应用中仍然存在一定的局限性。
基于小波域的图像数字水印研究的开题报告
基于小波域的图像数字水印研究的开题报告一、选题背景和意义随着互联网和数字技术的快速发展，图像数字水印技术得到了广泛应用。
图像数字水印是利用一定的编码算法将一段信息嵌入到原始图像中去，使得这段信息能够在不影响原始图像的情况下被提取出来。
图像数字水印技术的应用范围广泛，例如电子商务、数字版权保护、军事通讯等领域。
在图像数字水印技术的研究中，小波变换是一种常用的图像处理方法，其能够在空域和频域之间进行转换，从而实现对图像特征的提取。
基于小波域的数字水印技术可以在一定程度上提高数字水印的安全性和稳定性。
因此，在图像数字水印研究领域，基于小波域的数字水印算法研究是一个重要的课题。
二、研究内容和方法本文的研究内容是基于小波域的图像数字水印技术。
具体来说，将应用小波变换方法对原始图像进行处理，得到处理后的小波系数。
然后，将嵌入的数字信息通过一定的编码算法嵌入到小波系数中去，从而获得数字水印图像。
最后，通过相应的解码算法将数字水印从水印图像中提取出来，从而实现数字水印的检测和验证。
本文将采用以下方法来实现基于小波域的图像数字水印技术：1. 使用小波变换对原始图像进行处理，得到其小波系数。
2. 实现数字水印算法，将数字信息通过编码算法嵌入到小波系数中去。
3. 实现数字水印检测算法，将数字水印从水印图像中提取出来。
4. 评估数字水印算法的安全性和稳定性。
三、研究计划和进度安排本文的研究计划和进度安排如下：第一阶段：查阅大量文献，熟悉基于小波域的图像数字水印技术的研究现状并进行实验验证。
时间：2021年9月-2021年11月。
第二阶段：根据研究现状，设计并实现基于小波域的图像数字水印算法，并进行实验。
时间：2021年11月-2022年1月。
第三阶段：实现数字水印检测算法，并对数字水印算法的安全性和稳定性进行评估。
时间：2022年1月-2022年3月。
第四阶段：完成论文的写作和修改，并做好相关资料的整理和准备。
时间：2022年3月-2022年5月。
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 ．
一
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
计算机毕业设计论文_基于小波变换的数字水印技术研究
目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 数字水印的应用 (2)1.4 本文研究的主要内容 (3)第2章数字水印技术的原理 (4)2.1 数字水印的分类 (4)2.2 数字水印的主要的特性 (4)2.3 数字水印的基本原理 (6)2.3.1 水印的生成 (6)2.3.2 水印的嵌入 (6)2.3.3 水印的提取和检测 (6)2.4 数字水印的定义 (7)2.5 水印处理的基本条件 (8)2.6 本章小结 (9)第3章图像水印的预处理 (10)3.1 图像水印的加密处理 (10)3.2 图像水印的置乱处理 (12)3.3 图像水印的差错控制编码 (14)3.4 本章小结 (16)第4章小波变换的原理 (17)4.1小波变换的理论基础 (17)4.2小波变换在图像水印中的应用基础 (18)4.2 离散小波变换的Mallat算法 (19)4.3 离散小波变换算法的实现 (21)4.3.1 正向小波的变换 (21)4.3.2 离散小波逆变换（IDWT） (24)4.4 本章小结 (26)第5章小波域的图像水印 (27)5.1 小波域图像水印技术 (27)5.2 小波水印基本原理 (27)5.3 自适应水印算法 (29)5.3.1 水印图像进行预处理 (29)5.3.2. 自适应水印嵌入和提取 (29)5.4 自适应水印算法实现 (29)5.4.1 自适应图像水印的嵌入算法实现 (29)5.4.2 自适应水印提取算法实现 (31)5.5 自适应水印实验结果 (32)5.6 攻击检测 (32)5.7 本章小结 (33)结论 (35)参考文献 (36)致谢 (37)摘要随着多媒体和Internet的迅速发展，对数字产品的保护和信息安全的迫切需求使得数字水印技术成为多媒体信息安全研究领域的一个热点问题。
基于小波变换图像水印技术近年来受到人们高度重视，特别是，随着JPEG2000将小波变换纳入其中，该领域的研究更加具有实际意义。
基于小波变换的自适应数字水印算法仿真实验研究
算 法使水 印具有很好 的不可见性且水印检测性能稳定 ．
２ 图像水印仿真实验
的抗滤波攻击能力 ， 对含水 印图像进行 了抗 滤波攻击实验 ， 提取的水 印效果 不错 ， ３就 是经均值 滤波 图 攻击时 的实验结果 ， 检测后 的实验结果说 明该 算法对滤波具 有较强 的鲁棒性．
代 美丽
（ 淮南师范学 院 计算机与信息工程系 ， 安徽 淮南 ２２０ ） ３０ １
摘
要： 进行 了图像锐化 、 图像加噪、 滤波和放 缩等情况下的检 测水印仿真 实验 ， 发现检 测 图像 受到 攻击后 ， 印 系统能较好 水
的保持 图像的质量和较 强的鲁棒性 ， 且不需参考原始图像 ， 了全盲检测 ， 实现 具有很 高的实际应 用价值 ．
提取到的水 印如图 ４ｂ 所示 ， 明此算 法对 锐化攻击具有 的 表
鲁棒性 一般 ．
图 １ 原始 图像与原始水印
在 Ｍａａ ｔ ｂ及 Ｐ ｏ ｓｏ ｌ ｈｔ ｈｐ的环 境下 ， ｏ 对含 水 印的 图像进 行 滤波 、 锐化 、 噪声 、 加 几何剪切 、Ｐ Ｇ ０ ０压缩等攻 击实验 检 ＪＥ ２０
第 ３ 卷第 ｌ ２ Ｏ期
２１年 ｌ ０１ ０月
通 化 师 范 学 院 学 报
Ｊ ＲＮＡ Ｏ ＨＵ ＲＭＡＬ Ｕ ＶＥ ｎＹ ＯＵ Ｌ ＯＦ Ｔ ＮＧ Ａ ＮＯ ＮＩ ＲＳ
Ｖｏ ． ２ № ｌ １３ Ｏ Ｏｃ ．２ １ ｔ ０ １
基 于小波变换 的 自适应数字水 印算 法仿真实验研究
令人满 意的． 同时 ， 发现该算法对 ＪＥ ２０ 压缩具 有很强 的 Ｐ Ｇ ００
鲁棒性 ．
裹 ２ 与传统 算法对 ＪＥ Ｐ Ｇ压缩处理后的实验结果 比较
基于小波变换自适应数字图像水印算法的研究与实现的开题报告
基于小波变换自适应数字图像水印算法的研究与实现的开题报告一、选题背景随着互联网技术的飞速发展，数字图像作为信息传递和存储的最基本形式，得到了广泛的应用。
数字图像水印技术是对数字图像加密和保护的有效手段之一。
数字水印技术是将任何形式的信息（比如图像、音频或视频）嵌入另一种数字媒体中的一种方法。
通过在图像中嵌入特定的信息，可以实现版权保护、身份认证、数据追踪和安全传输等多种应用。
传统的数字水印算法可以分为频域算法和空域算法两类。
其中，频域算法主要是通过将水印信息加入到图像的频能区域来达到隐藏水印的目的。
空域算法则是将水印信息隐藏在图像的像素值中。
近年来，小波变换自适应数字图像水印算法也逐渐兴起。
该算法利用小波变换的多分辨率特性，将水印信息嵌入到图像局部的低频系数里，以达到更好的保护水印信息和减轻图像失真。
二、研究目的和内容本研究旨在对小波变换自适应数字图像水印算法进行深入研究和实现，并评估其有效性和性能。
具体内容包括以下方面：1. 基于小波变换的数字图像水印嵌入和提取算法原理研究。
2. 分析小波变换自适应数字图像水印的优缺点，提出针对其缺点的改进方案。
3. 在Matlab平台上进行算法实现，并进行实验验证，包括实现的准确性、鲁棒性、隐蔽性和抗干扰能力等方面的评估。
4. 与其他数字图像水印算法进行比较和分析。
三、研究方法和技术路线本研究的核心是小波变换自适应数字图像水印算法，主要研究方法和技术路线如下：1. 文献调研：综合研究数字图像水印和小波变换相关理论和方法，分析目前常用的数字图像水印算法及其缺陷，了解小波变换自适应数字图像水印算法的研究现状和优化方向。
2. 提出改进方案：针对小波变换自适应数字图像水印算法的不足，提出改进方案，包括对算法的嵌入和提取过程进行实现和优化。
3. 算法实现：基于Matlab平台，实现小波变换自适应数字图像水印算法的嵌入和提取功能，并进行正确性验证和性能评估。
4. 实验评估：利用现有的测试数据集对算法进行评估，主要包括对所嵌入的水印信息的准确性，图像失真度以及抗干扰和隐蔽性等方面进行评估和比较。
基于小波的数字水印的研究实现
• 多维度与多模态数字水印研究：目前数字水印主要关注图像内容。未来可以探 索将数字水印技术应用于音频、文本和多模态数据。这种多维度和多模态的水 印技术将有助于更全面地保护多媒体数据的版权和完整性。
性质
具有多分辨率分析、时频局部化 、灵活性等特性，能够适应不同 的信号处理需求。
小波变换在图像处理中的应用
01
02
03
图像压缩
通过小波变换将图像分解 为不同频率的分量，去除 冗余信息，实现图像压缩。
图像增强
利用小波变换的时频局部 化特性，对图像进行滤波、 锐化等处理，提高图像质 量。
图像去噪
通过小波变换去除图像中 的噪声，实现图像的降噪 处理。
02
03
鲁棒性测试
性能分析
对水印图像进行多种攻击测试， 如JPEG压缩、噪声污染、剪切等， 观察水印提取效果。
分析算法的运行时间、内存占用 等性能指标，与现有算法进行比 较。
结果比较与讨论
与其他算法比较
将基于小波的数字水印算法与其他主流算法在性能和 效果上进行对比。
优缺点分析
分析该算法的优点和不足，探讨改进方向和潜在应用 场景。
VS
基于小波的数字水印技术利用小波变 换的多尺度特性和人类视觉系统特性， 将水印信息嵌入到图像的多个尺度上， 实现水印的鲁棒性和不可见性。同时， 小波变换还可以用于水印的提取和检 测。
02 小波变换原理
小波变换的定义与性质
定义
小波变换是一种信号处理方法， 通过伸缩和平移操作，将信号分 解为不同频率和时间尺度的分量 。
基于小波变换的数字水印算法研究
基于小波变换的数字水印算法研究数字水印技术是一种数字版权保护技术，通过在数字图像、音频、视频等媒体中插入不可见的标识信息来识别其版权和来源。
随着数字媒体的迅速发展，数字水印技术也日益得到广泛应用。
然而，数字水印技术在数据传输过程中易受到攻击，因此如何提高水印的鲁棒性和安全性成为了数字水印技术领域的研究热点。
本文主要研究基于小波变换的数字水印算法。
一、小波变换介绍小波变换（Wavelet Transform）是一种时间-频率分析的方法，能够将信号分解为不同频率的成分。
小波变换是对连续信号和离散信号的分析工具。
离散小波变换（Discrete Wavelet Transform，DWT）是离散信号的小波变换，它具有良好的局部性和多分辨率特性。
二、数字水印算法的基本原理数字水印的基本原理是插入一个密钥，将其置入原始图像或音频，使其不可察觉地嵌入其中。
水印一般是由一个位流构成的，其中不同的位表示不同的信息，例如版本号、作者、版权等。
数字水印技术也可以应用于数字签名，即数字签名会为文档创建一个唯一的、不可变性的身份识别标识。
三、基于小波变换的数字水印算法小波变换能够将信号分解为不同尺度的信号，因此，在数字水印设计中，小波变换能够被用来选择一组尺度来嵌入水印。
基于小波变换的数字水印算法可以通过以下步骤实现：1. 信号分解：利用小波变换将信号分解为多个尺度的信号；2. 水印嵌入：选择一个或多个尺度将水印嵌入到信号中；3. 信号重构：利用小波变换将带有水印的信号重构。
基于小波变换的数字水印算法有许多优点，例如多分辨率、局部性和稳定性。
然而，这种算法的缺点是在选择水印嵌入尺度时，需要牺牲水印的嵌入率以保证水印的安全性和鲁棒性。
四、小波域数字水印算法的应用小波域数字水印算法是一种基于小波变换的数字水印算法，其应用广泛。
小波域数字水印算法可以通过以下步骤实现：1. 使用小波变换对数字信号进行变换，并计算其小波系数；2. 利用小波系数嵌入水印；3. 通过小波反变换将带水印的小波系数转换为原始数据。
基于整数小波变换的图像数字水印算法研究的开题报告
基于整数小波变换的图像数字水印算法研究的开题报告一、研究背景和意义数字图像水印技术，是在数字图像中嵌入特定的信息，旨在保护图像的知识产权和安全性。
数字水印技术分为盲水印和非盲水印两种类型，其中盲水印技术只需要水印图像即可提取嵌入在水印图像中的信息，而非盲水印技术则需要原始图像和水印图像作为参数进行提取。
目前，很多数字水印算法是基于小波变换的。
数字图像的小波变换可以将图像划分成最小的基本块，而且可以去除图像的高频噪声，具有良好的能量集中性，因此可以用来进行数字图像的水印嵌入。
因此，基于整数小波变换的图像数字水印算法也成为近年来数字水印领域的研究热点之一。
二、研究内容本课题将研究基于整数小波变换的图像数字水印算法，主要研究内容包括：1. 研究现有的数字水印算法，并针对其存在的问题进行分析。
2. 研究整数小波变换的原理和性质，设计出基于整数小波变换的数字水印算法。
3. 进行算法的实现和比较，分析算法的性能和可行性。
4. 对算法进行安全性和鲁棒性的分析和评估。
三、研究方法和步骤本课题的研究方法主要包括：1. 文献调研和分析，收集和分析数字水印技术和小波变换的研究成果和应用现状，针对性地提出总体设计方案。
2. 算法设计和实现，设计基于整数小波变换的数字水印算法，并通过实验验证其性能和可行性。
3. 安全性和鲁棒性分析，对算法的安全性和鲁棒性进行分析和评估。
4. 研究成果分析和总结，对该算法的实际应用价值进行探讨。
四、预期目标和成果本课题的预期目标和成果包括：1. 设计出基于整数小波变换的数字水印算法。
2. 对算法进行实现和比较，分析算法的性能和可行性。
3. 对算法的安全性和鲁棒性进行分析和评估。
4. 发表一篇学术论文，并提交专利申请。
五、可能面临的问题和解决方法在研究过程中，可能会遇到以下问题：1. 数字水印在不同的场景下存在很大的变化，如何保证嵌入的数字水印能够被稳定提取。
解决方法：通过仿真实验和算法优化，找到数字水印的最佳嵌入位置和方案，保证数字水印的稳定性。
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计 算 机 应 用 研 究
Ａｐ ｌ ａｉ ｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｍｐ ｔ ｒ ｐ ｉ ｔ ｓ ａ ｃ ｆＣｏ ｕ ｅ ｓ ｃ ｏ
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ３ １２ ．
Ｍａ． ２ ０ ｒ ０１ห้องสมุดไป่ตู้
基 于小 波 变 换 的图像 自适应 数 字水 印算 法研 究 术
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进 行 小波分解 ， 并根 据人 类视 觉 系统的特 性 ， 小波分解 的低 频域 中， 在 采用邻 域均值 代替 单个 小波 系数进 行估 计 和 量化 的方法 ， 将水 印 自 应地嵌入 低频 域 小波 系数 中； 适 最后 对该 算 法进 行 了仿 真 实验 。 实验表 明 该算 法对 图 像 的各种 常规 处理 都具有 较好 的鲁棒性 ， 与邵 亚非等人 的水 印 算法相 比 ， 算 法在 水 印容 量 、 该 不可 见性 、 鲁棒 性
刘
遥 感信 息工程 学院 ， 武汉 ４０７ ） ３０９
涛 ，肖 汉
（ ． 州大 学 信 息 工程 学 院， 州 ４００ ； ． 州师 范 高等 专科 学校 信 息技 术 系， 州 ４ ０４ ； ． 汉 大 学 １郑 郑 ５０ １ ２ 郑 郑 ５０４ ３ 武
摘
要：提 出了一种基于小波变换的图像 自 适应数字水印算法。首先对水印图像作置乱处理 ； 然后对原始图像
ａｊｃ ｎ ｄ ｍ ｉ ｉ ｔａ ｆ ｉ ｌ ｗ ｖ ｌ ｅ ｏ ｐ ｓ ｉ ｏｆ ｃ ｎｓ ｏｅｔ ａ ｎ ｕ ｎｉ ｔ ｅ ａ ａ ｔ ｅ ｍ ｅ ｄ ｄ ｗ ｔ — ｄ ｅ ｔ ｏ ａ ｓ ｄｏ ｎ ｅ ａ ｅ ｔ ｃ ｍ ｏｉｏ ｃ ｅ ｉ ｔ ｔ ｓ ｍ ｔ ａ ｄ ｑ ａ ｔ ａ ｖ ， ｄ ｐｉ ｌ ｅ ｂ ｄ ｅ ａｅ ａ ｎｎｅ ｓｇ ｅｄ ｔｎ ｉ ｅ ｉ ｅ ｔｉ ｖｙ ｒ
上有 更 大的协调性 。
关键 词 ：数 字水 印 ；小波 变换 ； 类视 觉 系统 人
中图分类号 ：Ｔ ３１ Ｐ９
文献标 志码 ：Ａ
文章 编号 ：１０ —６５ ２ １ ）３１５—３ ０ １３９ （００ ０ —０８０
ｄ ｉ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ －６ ５ ２ １ ．３ ０ ０ ｏ ：０ ３ ６ ／．ｓ ．０ １３ ９ ．０ ０ ０ ．７ ｓ
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