音频数字水印报告+matlab程序的设计

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(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。

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MATLAB7.0的音频水印采样量化算法

基于Matlab 的数字音频水印量化算法【Abstract】Digital watermarking technology is a hot topic in recent years, copyright protection in the field of audio, wood paper, based on wavelet transform and discrete cosine transform digital audio watermarking, the extraction algorithm Matlab7.0 implementation. Experiments show that the algorithm for resampling, quantization, and MP3 compression attacks have robust.Key words: wavelet transform: DCT: Digital watermarking: Matlab【摘要】:数字水印技术是近年来音频版权保护领域的一个热点，木文提出了一种基于小波变换和离散余弦变换的数字音频水印嵌入、提取算法的Matlab 实现。

实验表明，该算法对于重采样，重量化，及MP3压缩等攻击都具有较好的鲁棒性。

【关键词】:小波变换:离散余弦变换:数字水印:Matlab一、IntroductionAs an effective means of digital media works of intellectual property protection, digital watermarking has been widespread concern, and has become a hot international academic research. The digital watermarking technology related to the amount of people image, audio processing algorithms, mathematical tools, the amount of time people spend in programming and preparation of the algorithm If only using programming tools provided Hing functions to achieve. Therefore, a high-performance scientific and engineering calculation software is necessary. Matlab is currently very popular in domestic and foreign engineering design and system simulation software packages. It is The MathWorks introduced in 1982 a high-performance numerical computation and visualization software 'which provides image processing toolbox, wavelet analysis toolbox, digital signal processing toolbox write digital watermarking technology is a very good choice. Programs written using the above algorithm, only a few dozen statements can achieve a digital watermark. If these procedures written in C language or other high-level language program at least more than 100 lines. Muwen for digital audio watermarking itself.一、引言作为数字媒体作品知识产权保护的一种有效手段，数字水印得到了广泛关注，并己成为国际学术界研究的一个热点。

硕士论文_音频数字水印技术研究

音频数字水印技术研究所示。

仿真工具为Ｍａｔｌａｂ６，５。

硬件测试环境为奔腾４．２．ＯＭＨｚ２５６ＲＡＭ。

取音频每帧的长度为５１２。

水印相似性判别阈值ｒ＝Ｏ．５。

３．４．１隐形性测试将原始信号嵌入不同强度的水印计算含水印信号的信噪比，如式（３－１５）∑ｓ２㈣册ｒ２１０１０函。

豇南ｉ研（３－１５）ｓ倒为原始音频信号，，为含水印信号，聆为样点数。

实验结果如表３．１，嵌入水印后音频信号（嵌入强度为５ｄＢ）如图３．６。

表３．１不同强度水印对信号的影响图３．４原始的音频信号（采样点数ｘ１０５）图３．５原始水印图象１Ｉｔ３．６嵌入强度５ｄＢ水印后的音频号（采样点数ｘ１０５）工程硕士学位论文通过表３．１可知当嵌入强度小于２ｄＢ时水印的隐蔽性很好，对音质基本没有影响。

图３．４、图３．６可以看出当嵌入强度为５ｄＢ时，原信号与含水印信号有细微差别，经过主观的听觉测试也可发现微弱的杂音，说明随着嵌入的强度的增强水印的隐蔽性逐渐降低。

３．４．２鲁棒性测试实验方法为对含水印的信号（水印嵌入强度为２ｄＢ）进行各种攻击，然后提取水印，检查提取水印的正确率Ｆ，正确率的计算方法为式（１５）。

Ｆ＝∑ｇ弼何，唰ｘ１００％肿删＝世非？；Ｄｇ＜上（３－１６）口＝Ｏｗ为嵌入的原始一维二进制序列，耽为提取的一维二进制序列，它们的长度为三。

进行的鲁棒性实验如下，各种攻击后提取水印的正确率和主观感受如表３．２。

１．无攻击。

在无任何攻击的情况下提取水印如图３．７（ａ）。

２．加入高斯白噪声。

在信噪比为４０ｄＢ的白噪声攻击后提取的水印如图３．７（ｂ）。

在信噪比２６ｄＢ的白噪声攻击后提取的水印如图３．７（ｃ）。

３．加入有色噪声。

有色噪声又叫带通噪声，既在某个频带上信号的能量突然变大。

在加入信噪比为４０ｄＢ的有色噪声攻击后提取的水印如图３．７（ｄ）。

４．低通滤波。

将不同嵌入强度含水印信号分别通过截止频率为３ｋＨｚ和４ｋＨｚ的低通滤波器（采用的工具是ＣｏｏｌＥｄｉｔ），检测出的水印如图３．７（ｅ）和图３．７（ｆ）５．重新量化。

数字图像水印matlab实现论文(设计)开题报告

湛江师范学院本科毕业论文（设计）开题报告论文题目数字水印技术的matlab实现二级学院专业年级开题日期学号姓名指导教师1.本课题研究意义：数字水印是近年来出现的数字产品版权保护技术。

可以标识作者、所有者、使用者等，并携带有版权保护信息和认证信息，目的是鉴别出非法复制和盗用的数字产品，作为密码学的加密和置乱技术的补充，保护数字产品的合法拷贝和传输。

随着网络信息化进程的加速，对数字产品版权保护技术的要求日益迫切。

因此，数字水印一经提出就成为热点问题，出现了许多数字水印方案，也有许多公司已推出了数字水印的产品。

但总的来说，数字水印的研究要以计算机科学、密码学、通讯理论、算法设计和信号处理等领域的理论为基础的。

然而数字水印技术涉及到大量图像处理算法、数学计算工具等，用普通编程工具实现上述算法将要花费大量的时间。

MATLAB语言是MathWorks公司推出的一种简单、高效、功能极强的高级语言，具有高性能数值计算能力和可视化计算环境。

因此本文基于典型的DCT（离散余弦变换）数字水印算法过程，详细介绍用MATLAB实现数字水印的嵌入、提取和攻击测试的方法。

2.研究内容：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（即原始图像）下叠加一个视觉上看不到的弱信号（水印），由于人的视觉系统（Human Visual System，HVS）分辨率受到一定的限制，只要叠加信号的幅度低于HVS的对比度门限，HVS就无法感觉到信号的存在，因此，通过对载体对象作一定的调整，就有可能在不引起人感知的情况下嵌入一些信息。

一.数字水印的嵌入二.水印的提取与检测在某些水印系统中，水印可以被精确地提取出来，这一过程被称作水印提取。

例如在完整性确认的应用中，必须能够精确地提取出嵌入的水印，并且通过水印的完整性来确认多媒体数据的完整性。

如果提取出的水印发生了部分的变化，最好还能够通过变化的水印的位置来确定原始数据被篡改的位置。

Matlab实现简单扩频语音水印算法详解

Matlab实现简单扩频语⾳⽔印算法详解⽬录⼀、实验背景1.实验⽬的2.实验环境3.原理简介⼆、基础知识1.PN序列2.时域到频域变换的原因3.三种时域到频域变换的区别三、算法源码1.PN产⽣函数2.隐藏算法3.提取算法4.测试脚本四、运⾏测试1.⽆攻击（误码率0.000976）:2.AU格式转换（误码率0.001921）:3.压缩与解压缩（误码率0.002029）:⼀、实验背景1.实验⽬的了解扩频通信原理，掌握扩频⽔印算法的基本原理，设计并实现⼀种基于⾳频的扩频⽔印算法，了解参数对扩频⽔印算法性能的影响。

2.实验环境(1) Windows 11 操作系统；(2) Matlab R2020b 科学计算软件；(3) WAV⾳频⽂件。

3.原理简介①扩频基本原理扩频是⼀种能在⾼噪声环境下可靠传输数据的重要通信技术，其基本原理是：信号在⼤于所需的带宽内进⾏传输，数据的带宽扩展是通过⼀个与数据独⽴的码字完成的，并且在接收端需要该码字的⼀个同步接收，以进⾏解扩和数据恢复。

②扩频通信的特点占据频带很宽，每个频段上的能量很低；即使⼏个频段的信号丢失，仍可恢复信号；利⽤相互正交的扩频码，可以利⽤这个优点设计⽔印算法。

③实验算法本例中设计⼀种简单的算法：利⽤正交的PN序列代表0、1信号，并将其叠加到信号DCT域。

提取⽔印时，利⽤PN序列的正交性可以较为准确地恢复⽔印。

⼆、基础知识1.PN序列PN序列(Pseudo-noise Sequence)，⼜称伪噪声序列，这类序列具有类似随机噪声的⼀些统计特性，但和真正的随机信号不同，它可以重复产⽣和处理，故称作伪随机噪声序列。

PN序列⼀般⽤于扩展信号频谱。

PN序列的扩频是指⽤⼀个序列去乘以⼀个信息符号，序列码⽚的时间远⼩于信息符号的时间，由信号的时间与频谱的关系，我们可以知道扩频后的序列的频谱是展宽的。

由于PN序列的相关性很低，只有在发送的PN序列和接收的PN序列相同，并且其码⽚同步时才能得到⼀个相关峰。

数字音频水印MATLAB程序

利用logistic映射产生混沌序列x(n)a=3.571x{1}=0.2while 0<x{n}<1x{n+1}=a.*x{n}.*(1-x{n})n=n+1enddisp(x)结果n=102再对x(n)进行量化得0-1序列于明文序列y(n)进行模2加，得到密文序列。

采样函数：linspace(0,0.8906,50)先将47168bit的宿主音频等步长分段,分为1000段，然后混沌序列选择其中的102段，对每段进行3及小波分解，挑选出绝对值最大的系数，运用嵌入公式。

进行3及小波分解及重构图象的程序问题：如何量化，进行模2加。

二进制如何按位进行加法。

生成水印程序%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%读取声音文件FILE='D:\audio\in\1.wav';[y,Fs,bits]=wavread(FILE);%绘制出原始声音信号图figure(1);subplot(3,1,1);plot(y);title(%用db4小波对读入的声音文件进行3级小波分解[c,l]=wavedec(y,3,'db4');%提取3级小波分解的低频系数和高频系数ca3=appcoef(c,l,'db4',3);cd3=detcoef(c,l,3);cd2=detcoef(c,l,2);cd1=detcoef(c,l,1);x=ca3;lx=length(x);subplot(3,1,2);plot(x);s=max(abs(x))*0.2;i=find(abs(x)>s);%插入位置lx=length(x(i));%产生水印信号,sinmark=[0.001:0.001:7.901];mm=[0.01:0.01:79.01];mark=sin(mm);randn('seed',10);mark=randn(1,lx);figure(2);subplot(3,1,1);plot(mark);ss=mark;rr=ss*0.02;%水印信号嵌入x(i)=x(i).*(1+rr');%小波重构，生成加入了水印信号的声音信号c1=[x',cd3',cd2',cd1'];s1=waverec(c1,l,'db4');figure(1);subplot(3,1,2);plot(s1);whos('s1');disp('');%把加入了水印信号的声音作为sample2.wav保存file1='sample2.wav';wavwrite(s1,Fs,bits,file1);figure(1);subplot(3,1,3);diff1=s1-y';plot(diff1);水印恢复程序%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%读取原始声音信号FILE='s00.wav';[y,Fs,bits]=wavread(FILE);%用db4小波对读入的声音文件进行3级小波分解[c,l]=wavedec(y,3,'db4');%提取3级小波分解的低频系数和高频系数ca3=appcoef(c,l,'db4',3);cd3=detcoef(c,l,3);cd2=detcoef(c,l,2);cd1=detcoef(c,l,1);%读取含有水印的信号FILE1='sample2.wav';[y1,Fs1,bits1]=wavread(FILE1);%用db4小波对读入的含有水印的声音文件进行3级小波分解[c1,l1]=wavedec(y1,3,'db4');%提取3级小波分解的低频系数和高频系数ca31=appcoef(c1,l1,'db4',3);cd31=detcoef(c1,l1,3);cd21=detcoef(c1,l1,2);cd11=detcoef(c1,l1,1);x=ca3;x1=ca31;lx=length(x);lx1=length(x1);s=max(abs(x))*0.2;i=find(abs(x)>s);lx=length(x(i));z(i)=x1(i)-x(i);mark1=z(i)./x(i)';mark1=mark1/0.02;figure(2);subplot(3,1,2);plot(mark1);diff=mark1-mark;figure(2);subplot(3,1,3);plot(diff);压缩攻击%%%%%%%%%%%%%%%%%%% FILE='sam96.wav';[y7,Fs,bits]=wavread(FILE);[c1,l1]=wavedec(y7,3,'db4');%提取3级小波分解的低频系数和高频系数ca31=appcoef(c1,l1,'db4',3);cd31=detcoef(c1,l1,3);cd21=detcoef(c1,l1,2);cd11=detcoef(c1,l1,1);x=ca3;x1=ca31;lx=length(x);lx1=length(x1);s=max(abs(x))*0.2;i=find(abs(x)>s);lx=length(x(i));z(i)=x1(i)-x(i);mark1=z(i)./x(i)';mark1=mark1/0.02;figure(3);subplot(3,1,1);plot(mark1);%axis([0 8000 -1 1]);FILE='sam128.wav';[y7,Fs,bits]=wavread(FILE);[c1,l1]=wavedec(y7,3,'db4');%提取3级小波分解的低频系数和高频系数ca31=appcoef(c1,l1,'db4',3);cd31=detcoef(c1,l1,3);cd21=detcoef(c1,l1,2);cd11=detcoef(c1,l1,1);x=ca3;x1=ca31;lx=length(x);lx1=length(x1);s=max(abs(x))*0.2;i=find(abs(x)>s);lx=length(x(i));z(i)=x1(i)-x(i);mark1=z(i)./x(i)';mark1=mark1/0.02;figure(3);subplot(3,1,2);plot(mark1);axis([0 8000 -1 1]);FILE='sam160.wav';[y7,Fs,bits]=wavread(FILE);[c1,l1]=wavedec(y7,3,'db4');%提取3级小波分解的低频系数和高频系数ca31=appcoef(c1,l1,'db4',3);cd31=detcoef(c1,l1,3);cd21=detcoef(c1,l1,2);cd11=detcoef(c1,l1,1);x=ca3;x1=ca31;lx=length(x);lx1=length(x1);s=max(abs(x))*0.2;i=find(abs(x)>s);lx=length(x(i));z(i)=x1(i)-x(i);mark1=z(i)./x(i)';mark1=mark1/0.02;figure(3);subplot(3,1,3);plot(mark1);axis([0 8000 -1 1]); 低通滤波%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%[b,a]=butter(10,10000/Fs);y2=y1;y5=filtfilt(b,a,y2);figure(4);freqz(b,a,128,10000)figure(5);subplot(3,1,1)plot(y5);subplot(3,1,2)plot(y);subplot(3,1,3)plot(y-y5);file1='sample3.wav';wavwrite(y5,Fs,bits,file1);FILE1='sample3.wav';[y5,Fs1,bits1]=wavread(FILE1);%用db4小波对读入的含有水印的声音文件进行3级小波分解[c1,l1]=wavedec(y5,3,'db4');%提取3级小波分解的低频系数和高频系数ca31=appcoef(c1,l1,'db4',3);cd31=detcoef(c1,l1,3);cd21=detcoef(c1,l1,2);cd11=detcoef(c1,l1,1);x=ca3;x1=ca31;lx=length(x);lx1=length(x1);s=max(abs(x))*0.2;i=find(abs(x)>s);lx=length(x(i));z(i)=x1(i)-x(i);mark1=z(i)./x(i)';mark1=mark1/0.02;figure(4);subplot(2,1,1);plot(mark1);%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%产生随机信号作为噪声信号noise0=randn(size(y));y3=y1;y3=y3+noise0*200;%用db4小波对读入的含有水印的声音文件进行3级小波分解[c3,l3]=wavedec(y1,3,'db4');%提取3级小波分解的低频系数和高频系数ca32=appcoef(c3,l3,'db4',3);cd32=detcoef(c3,l3,3);cd22=detcoef(c3,l3,2);cd12=detcoef(c3,l3,1);x=ca3;x1=ca32;lx=length(x);lx1=length(x1);s=max(abs(x))*0.2;i=find(abs(x)>s);lx=length(x(i));z(i)=x1(i)-x(i);mark3=z(i)./x(i)';mark3=mark3/0.02;figure(4);subplot(2,1,2);plot(mark3);nbsp;重采样%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%fs1=Fs*0.5;wavwrite(y1,fs1,bits,'ss.wav');[y6,fs2,bits]=wavread('ss.wav');%用db4小波对读入的含有水印的声音文件进行3级小波分解[c4,l4]=wavedec(y6',3,'db4');%提取3级小波分解的低频系数和高频系数ca33=appcoef(c4,l4,'db4',3);cd33=detcoef(c4,l4,3);cd23=detcoef(c4,l4,2);cd13=detcoef(c4,l4,1);x=ca3;x1=ca33;lx=length(x);lx1=length(x1);s=max(abs(x))*0.2;i=find(abs(x)>s);lx=length(x(i));z(i)=x1(i)-x(i)';mark4=z(i)./x(i)';mark4=mark4/0.02;figure(5);subplot(2,1,1);plot(mark4);axis([0 8000 -1 1]);fs1=Fs*0.25;wavwrite(y1,fs1,bits,'ss.wav');[y6,fs2,bits]=wavread('ss.wav');%用db4小波对读入的含有水印的声音文件进行3级小波分解[c4,l4]=wavedec(y6',3,'db4');%提取3级小波分解的低频系数和高频系数ca33=appcoef(c4,l4,'db4',3);cd33=detcoef(c4,l4,3);cd23=detcoef(c4,l4,2);cd13=detcoef(c4,l4,1);x=ca3;x1=ca33;lx=length(x);lx1=length(x1);s=max(abs(x))*0.2;i=find(abs(x)>s);lx=length(x(i));z(i)=x1(i)-x(i)';mark4=z(i)./x(i)';mark4=mark4/0.02;figure(5);subplot(2,1,2);plot(mark4);axis([0 8000 -1 1]);信号裁剪%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%llx=length(y1);llx=fix(llx*0.75);i=[1:llx];y4(i)=y1(i);file1='sample4.wav';wavwrite(y4,Fs,bits,file1);i=[llx+1:length(y1)];y4(i)=y(i);%用db4小波对读入的含有水印的声音文件进行3级小波分解[c4,l4]=wavedec(y4',3,'db4');%提取3级小波分解的低频系数和高频系数ca33=appcoef(c4,l4,'db4',3);cd33=detcoef(c4,l4,3);cd23=detcoef(c4,l4,2);cd13=detcoef(c4,l4,1);x=ca3;x1=ca33;lx=length(x);lx1=length(x1);s=max(abs(x))*0.2;i=find(abs(x)>s);lx=length(x(i));z(i)=x1(i)-x(i)';mark4=z(i)./x(i)';mark4=mark4/0.02;figure(6);subplot(2,1,1);plot(mark4);。

基于Matlab的数字水印设计基于DCT域的水印实现课程设计

要摘数字水印（Digital Watermark）技术是指用信号处理地方法在数字化地多媒体数据中嵌入隐蔽地标记，这种标记通常是不可见地，只有通过专用地检测器或阅读器才能提取.数字水印是信息隐藏技术地一个重要研究方向.随着数字水印技术地发展，数字水印地应用领域也得到了扩展，数字. 水印地基本应用领域是版权保护、隐藏标识、认证和安全不可见通信当数字水印应用于版权保护时，潜在地应用市场在于电子商务、在线或离线地分发多媒体内容以及大规模地广播服务.数字水印用于隐藏标识时，可在医学、制图、数字成像、数字图像监控、多媒体索引和基于内容地检索等领域得到应用.数字水印地认证方面主要ID卡、信用卡、ATM卡等上面数字水印地安全不可见通信将在国防和情报部门得到广泛地应用.本文主要是根据所学地数字图象处理知识，在MATLAB环境下，通过系统编程地方式，建立并实现基于DCT域地数字水印加密系统.该系统主要包含数字水印地嵌入与提取，仿真结果表明，数字水印算法具有有效性、可靠性、抗攻击性、鲁棒性和不可见性，能够为数字媒体信息在防伪、防篡改、认证、保障数据安全和完整性等方面提供有效地技术保障.DCTTLAB；关键词：数字水印；MA录目1 课程设计目地 (1)2 课程设计要求 (2)3 数字水印技术基本原理 (3).......................................................................................................... 33.1 数字水印基本框架.......................................................................................................................... 3算法分类 3.2 ................................................................................................................. 43.2.1 DCT 法.............................................................................................................. 4其他方法 3.2.2 ...................................................................................................... 43.3 实际需要考虑地问题.............................................................................................................. 4不可见性 3.3.1 .................................................................................................................. 5 3.3.2 鲁棒性.............................................................................................................. 5 3.3.3 水印容量3.3.4 安全性 (5)4 基于DCT变换仿真............................................................................................................................................................................................................................ 6 4.1 算法原理.............................................................................................................. 6 4.1.1 准备工作.................................................................................................. 78*8变换块4.1.2 选取.......................................................................................................... 7边界自适应 4.1.3 ................................................................................................. 74.1.4 DCT变换与嵌入.............................................................................................................. 8 4.1.5 恢复空域.................................................................................................................. 8嵌入算法扩展4.2 ......................................................................... 8彩色图像三个矩阵地划分4.2.1 RGB...................................................................................................... 8 4.2.2 八色彩色水印...................................................................................................................... 9水印地提取 4.3 .......................................................................................................................... 9 仿真程序4.45 结果分析..................................................................................................................14结束语..........................................................................................................................16参考文献......................................................................................................................17课程设计目地1数字水印技术是用信号处理地方法在数字化地多媒体数据中嵌入隐蔽地标记，这种标记通常是不可见地，只有通过专用地检测器或阅读器才能提取.数字水印是信息隐藏技术地一个重要研究方向.在数字水印技术中，水印地数据量和鲁棒性构成了一对基本矛盾.从主观上讲，理想地水印算法应该既能隐藏大量数据，又可以抗各种信道噪声和信号变形.然而在实际中，这两个指标往往不能同时实现，不过这并不会影响数字水印技术地应用，因为实际应用一般只偏重其中地一个方面.如果是为了隐蔽通信，数据量显然是最重要地，由于通信方式极为隐蔽，遭遇敌方篡改攻击地可能性很小，因而对鲁棒性要求不高.但对保证数据安全来说，情况恰恰相反，各种保密地数据随时面临着被盗取和篡改地危险，所以鲁棒性是十分重要地，此时，隐藏数据量地要求居于次要地位.数字水印技术是通过一定地算法将一些标志性信息直接嵌到多媒体内容当中，但不影响原内容地价值和使用，并且不能被人地知觉系统觉察或注意到.水印信息可以是作者地序列号、公司标志、有特殊意义地文本等，可用来识别文件、图像或音乐制品地来源、版本、原作者、拥有者、发行人、合法使用人对数字产品地拥有权.与加密技术不同，数字水印技术并不能阻止盗版活动地发生，但它可以判别对象是否受到保护，监视被保护数据地传播、真伪鉴别和非法拷贝、解决版权纠纷并为法庭提供证据.总地来说，数字水印可以携带有版权保护信息和认证信息，保护数字产品地合法拷贝和传播.课程设计要求2利用所学地数字图像处理技术，建立并实现基于DCT地数字水印加密系统，利用MATLAB软件系统来实现水印地嵌入和提取，并对算法地不可见性、鲁棒性进行测试.具体要求：TLAB程序设计方法；（1）熟悉和掌握MA TLAB图像处理工具箱；2）学习和熟悉MA （工具箱对图像进行处理和分析；）学会运用MA TLAB（3格式进行打开、保存、另存、退出等功能操作；）能对图像jpg（4软件对图像进行水印地嵌入和提取；）利用所学数字图像处理技术知识、MATLAB（5（6）在程序开发时，清楚主要实现函数目地和作用，需要在程序书写时做适当注释说明，理解每一句函数地具体意义和使用范围；.）每个程序都必须做到功能仿真成功，运行结果以图片地形式粘贴到报告中（7数字水印技术基本原理3数字水印基本框架3.1一个数字水印系统一般包括三个基本方面：水印地生成、水印地嵌入和水印地提取或检测.数字水印地嵌入和提取地一般过程基本框架如图3.1，图3.2所示.水印生成算法(G)数字水原始载体数(J)水印嵌入算私公(K)图3.1 水印嵌入地一般过程基本框架数字水(W)原始数据水印检测算法估计水印（W）/相似度检测) (I待检测数据W私钥/公钥(K)图3.2 水印检测地一般过程基本框架算法分类3.2.根据水印实现方法不同，数字水印可分为空（时）域数字水印和频域数字水印空域数字水印是直接在信号空间上叠加水印信号，而频域法加入数字水印地原理是首先将原始信号（语音一维信号、图像二维信号）变换到频域，常用地变换一般有DWT、DCT、DFT、WP和分形.然后，对加入了水印信息地信号进行频域反变换（IDWT、IDCT、DFT、WP），得到含有水印信息地信号.频域法检测水印地原理是将原始信号与待检测信号同时进行变换域变换，比较两者地区别，进行嵌入水印地逆运算，得出水印信息.如果是可读地水印，那么就此结束，如果是不可读水印，如高斯噪声，就将得出地水印与已知水印作比较，由相关性判断，待检测信号含不含水印，故水印地检测有两个结束点.频域法有以下优点：嵌入地水印信号能量可以分布到空域地所有像素上，有利于保证水印地不可见性；视觉系统（HVS）地某些特性（如频率地掩蔽特性）可以更方便地结合到水印编码过程中；频域法可与国际数据压缩标准兼容，从而实现在压缩域（compressed domain）内地水印编码.法3.2.1 DCT．对原始信号做DCT地算法：Cox和Piva等人提出地DCT技术地经典之作.Cox利用随机数发生器产生标准正态序列作为水印信息对图像进行整体DCT变换后，选取除去DC系数之外部分较低频率系数叠加水印信息。

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音频数字水印目录1课题背景与现状 (2)2研究的目的和意义 (4)3方案设计和实施计划 (8)4研究的主要容 (10)5创新点和结论 (10)6成果的应用前景 (11)7附录：个人工作总结 ................................................................................................... 错误!未定义书签。

1课题背景与现状数字时代的到来，多媒体数字世界丰富多彩，数字产品几乎影响到每一个人的日常生活。

信息媒体的数字化为信息的存取提供了极大的便利，同时也显著地提高了信息表达的效率和准确度。

计算机网络通信技术特别是互联网的蓬勃发展，使得数据的交换和传输变成了一个相对简单且快捷的过程。

人们借助于计算机、数字扫描仪、打印机等电子设备可以方便、迅速地将数字信息传达到世界各地，在国际互联网上发布自己的作品，传递重要的信息，进行各种学术交流和电子商务活动等等。

如何保护这些与我们息息相关的数字产品，如保护、信息安全、数据认证以及访问控制等等，已受到日益重视并变得迫切需要了，因此数字水印在今天的计算机和互联网时代大有可为。

数字水印技术是近十年才发展起来的，它是信息隐藏学的一个分支。

随着国信息化程度的提高和电子商务逐渐走向实用，数字水印技术将会拥有更加广阔的应用前景。

鉴于信息隐藏与数字水印技术的应用前景，众多知名研究机构如麻省理工学院的多媒体实验室、剑桥大学的多媒体实验室、IBM数字实验室、日立、NEC、SONY，PHILIPS、微软等都加入到信息隐藏和数字水印技术的研究和应用并取得了一定的成果。

1996年5月，第一届国际信息隐藏学术研讨会(CIHW)在英国剑桥牛顿研究所召开，至今该研讨会已举办了四届。

另外，在IEEE和SPIE等一些重要国际会议上也开辟了信息隐藏与数字水印相关的专题技术研究。

此外欧洲、北美以及其他的一些关于图像、多媒体研究方面的国际会议都有专门的数字水印讨论组。

欧洲已有几项较大的工程项目(VⅣA和ACTS)都有关于信息隐藏与数字水印方面的专项研究。

摄影光学仪器工程师学会从1999年开始举办专门的“多媒体容的安全和水印"讨论会。

另外，一些组织开始考虑包含不同标准的水印技术。

拷贝保护技术工作组(CPTWG)出于保护DVD碟中视频的目的测试了水印系统。

安全数字音乐主创(SDMI)将水印做成他们的音乐保护系统的核心技术。

近年来，该领域研究的发展速度非常快，有些公司已推出了一些数字水印软件产品，1996年2月美国Adobe System公司首先在图像处理软件Adobe Photoshol4．0中，采用美国Digimarc公司的技术，加入了数字水印模块，起到保护的功能。

1999年2月，五大唱片公司：博得曼、百代、索尼、环宇和华纳联合宣布与IBM合作，联合开发一个在因特网方便、快速、安全发布数字视听产品的实验系统。

2001年1月Digimarc公司又宣布与图形艺术的业界团体Printing Industries of America(PIA)就电子水印技术联手合作，在打印机使用Digimarc的“Media Bridge"电子水印技术。

2001年7月，富士通公司开发出了“阶层型电子水印"技术，为其在因特网上实现电子博物馆和电子美术馆系统“Musethque Light"提供了安全保障。

同时还有一些其他公司也相继推出了在数字化图像、音频和视频作品中嵌入鲁棒水印以进行保护的软件产品，如Bluespike公司的“Giovanni 数字水印系统"，Gognic公司的“AudiokeyMP水印系统”，Signum Technologies公司的“Suresign水印’’等等。

我国学术界对数字水印技术的反应也非常快，已经有相当一批有实力的科研机构投入到这一领域的研究中来。

2研究的目的和意义随着互联网以及多媒体通讯的发展，对多媒体产品保护和鉴别要求越来越强烈，而数字水印技术是解决数字保护问题的有效手段。

目前，对静态图像数字水印技术的研究己经日趋成熟，音频数字水印也正成为新的研究热点。

随着计算机、通信技术的迅速发展，多媒体存储和传输技术的进步使存储和传输数字化信息成为可能，数字化产品可以方便地制作、复制、修改、存储、传播。

同时，也导致了大量非法盗版的出现，严重地损害了创作者和所有者的知识产权(Intellectual Property Rights)，数字产品的知识产权保护也显得越来越重要。

在这种形势下，以信息隐藏技术为核心的数字水印(Digital Watermarking)技术应运而生。

在数字化产品中嵌入水印信息，可以实现拷贝限制、使用跟踪、盗版确认等功能，有利于解决纠纷，保护数字产权合法拥有者的利益。

数字水印是一种有效的数字产品保护和数据安全维护技术，是信息隐藏(Information Hiding)技术研究领域中的一个重要分支。

事实上，信息隐藏技术从有隐密通信就已开始研究，但由于其特殊的用途，一直被限制在军事和安全部门一个很小的围。

随着计算机、多媒体技术的发展，网络通信逐步成为人们交流信息的方式之一，对数字化产品(如：音像作品、电子商务、电子政务、数字图书、远程教育等)的认证、防伪以及保护的需求越来越迫切，从而产生出一门新的分支：数字水印。

数字水印技术除具有信息隐藏技术的一般特点外，还有着其固有的特点和研究方法。

例如：从信息安全的角度上看，如果隐藏的信息被破坏，系统可以视为安全的，因为秘密信息并没有泄露；但在数字水印系统中，隐藏信息的丢失即意味着信息的丢失，从而失去了保护的功能，这一系统就是失败的。

因此，数字水印技术必须具有较强的鲁棒性、安全性和不可感知性。

随着数字化音像制品的大量制作和发行，数字音频水印技术的研究和发展越来越显得重要。

一方面，可以用音频水印技术实现数字音频作品的保护和认证，这是水印技术最主要的应用。

它的目的是通过嵌入数据的来源信息以及比较有代表性的所有者信息，从而防止其它团体对该数据宣称拥有。

这样水印就可以用来公正地解决所有权问题；另一方面可以用于音频作品的盗版跟踪，它的目的是传输合法接收者的信息而不是数据来源者的信息，主要用来识别数据的单个发行拷贝。

这一类应用在发行的每个拷贝中嵌入不同的水印，通常称之为“数字指纹"；还可以用于拷贝保护，这就要求在音频作品发行体系中存在一个拷贝保护机制，即它不允许未授权的媒体拷贝。

在开放系统中很难实现拷贝保护，然而在封闭或私有系统中，可以用水印来说明数据的拷贝情况，因此拷贝保护是可行的。

随着MP3、MP4、MPEG、AC-3等新一代压缩标准的广泛应用，数字音频在因特网上呈指数级增加，对音频数据产品的保护就显得越来越重要，音频水印领域将有较为广阔的应用前景。

因此，选择数字音频水印作为研究课题有较强的现实意义。

另一方面，对发表的数字水印研究文献检索统计，发现数字音频水印的研究文献相对于数字图像水印的研究文献要少得多，因而较容易在数字音频水印上挖掘创新点。

随着互联网以及多媒体通讯的发展，对多媒体产品保护和鉴别要求越来越强烈，而数字水印技术是解决数字保护问题的有效手段。