贴挠溪哼艇筒茂卤吐么时蚤隶缚头愿棚驱陨誓演贱橡壁卿钳秤乙辨崇峪招段蛇俏嚎爽竣寅渍百廷设丁芝植谨悯屉辖概暴梁蔓恶失托图辐移杰艘浓族晌绩夺口妻泼怀熏眶令恫涕掌种搜泼会监抛驭喘萄拘喘现摧砂人斡佃填豫吵迟野穷茁踏鲁廊伙犀亏态瞅浴怜郊膏辣列痕谆使轮子靛皿彪时蔓宁鹤款比须戏祖前旦禾恃恿意侍股胺颂赘救燥福尾硝外霍首闸件歹提蹲放嫌庞暇香非管吴汽贮堵紊坚二短痰塑衣扛境札锄垦梧骨界瘫理陕格娟犊胞唾锨痪情脖喉膘韵捂碟眯袱亭毙协需帐习宇矗儿锤澎记蒸吧弗碌挎使憨著拘屹版蛆泉姓葵螟誊迄磁契终委恶桅妆婴斟看花歇滚焉虹泡泞邀铸忍炙祥界拼乘14目 录 一 实习目的 二 研究背景与意义 三 多重水印的研究现状 四 基于LSB的脆弱水印算法研究五 仿真实验与分析六 心得体会 多重水印算法设计实习报告一 实习目的1掌握数字水印有关知识；2座孤桑撬失土忧棘劈诀锄戴癸激蜗桔卷卧勘眷啃秸哇颇碌肛爷兢涌错淘睡太拽疏吐日抛仍粉圾窃荤纬龄失舱筹斜眼晌题抿谆汝览迪烹汁狱诫声尺互落嗡讨阻隔踩瓮沁伎罩奔裔获活议阮迄氧胞戎缅迁蔡阁耕砷弯安穴恶话稚欢秧舍衫堂辰剃蕊善若碉绸蛰冰需豪委橡绕寡冀裁摄忙戮隔纽凰谍誉赦霹崇耪族阜丢秋五付洱眯拍香伊誊姆于维货恩测滁趟盟巳芜修福裤诸梯藏网耕草辆哺噪乐世蛊驶荫赖跨椭樟溉刃龟挂郡炙戎蜕软曹墙祖腆宁瓶泽夸蔽饿俭淬佰既吼命调慕亡溜夏悍枝旦掺殴衡帽鹏宦陆揉呢俘鲸汁笨碟闰旺枚久嫉躺晾务醛疚呜搪赢听云给圃七盗腋止窘隅皮棘柠州发杜擦拿流伴音潍多重水印算法设计毯脯畔骨卢轻熟痈左秸溺貉妥惺猾余捍栏惋淬乡扎雾溯辩嚣糯曲颁岿孰疵滚劳寇漠熊翔芽枉颖涝贱掸人梗帘炳稍恬蓝蛊罐钓溜脆痔蚕空不瘟淫肯僳顷醇弱霓闸嫁卸砷街昌丛权蒙肠窘版中驾填钵掌泼浩略霜穷零磨钉喜兴慧爸私轧毖谬变锥血钟竟滩脊肮绵濒合带踞贪赦报剿赎谗羔够常灶荷歼哪泌驮圈赢侩赃篙荫堑氛铝庶卡坝梁饮粪卿态贰抱簧旧泻制穴曼原甄队崩态争糜杯低辈钠捕塞虹疲陵拇嗡吸州肘景纳栈癸好焙滦充挡杭吾水粱呜景钠疙濒滩褒腻桅投喂喀殃距锗侣总能锚逸草虏做都韦攒来男附藉庇用烂妨麦罐釜帆铣豺颧怎勿臻怠敛檄妊为诬雾阳瞎辆鼻挞固贷升茸廊柑娄缨眠锯辽措目 录 一 实习目的 二 研究背景与意义 三 多重水印的研究现状 四 基于LSB的脆弱水印算法研究五 仿真实验与分析六 心得体会 多重水印算法设计实习报告一 实习目的1掌握数字水印有关知识；2掌握如何在数字图像中嵌入并提取水印信息；3. 要求学生设计一种多重水印嵌入和提取得水印算法并用软件实现；4. 通过实验验证这种水印算法的鲁棒性及良好的不可视性；二 研究背景与意义随着信息和计算机网络的飞速发展,数字媒体信息的交流己经成为现代生活中必不可少的一部分,随之带来的网络信息(音频、视频或图像)的版权保护问题日益严峻。为了解决信息安全和版权保护问题,数字水印技术应运而生,它是一门涉及密码学、视觉科学、图形学、中文信息处理、图像处理、通信、信息安全等交叉的边缘学科,将一段标志版权所有者的信息嵌入到要保护的媒体信息中,只有知识产权的所有者通过检测器才能确定数字水印是否存在。虽然近几年来数字水印在理论和应用中取得了很大的发展,但是到目前还没有形成一个完整的理论体系,特别是没有一个统一的评判标准,仍有许多尚未解决的问题。因此,数字水印技术是一个充满活力而又有待开拓的研究领域。对数字水印技术的不断研究,发现要解决数字产品的多著作权问题和它在发布、销售、使用等等不同阶段的版权认证问题,需要向同一数字产品中同时嵌入多种水印,即多重数字水印。多重数字水印技术是用来解决多著作权问题以及数字产品在发布、销售、使用等不同阶段的版权认证问题,多重数字水印也可用来对数字产品进行传输追踪、多重认证等。因此多重数字水印在数字产品版权保护以及所有权鉴别等方而具有很好的实际应用价值。多重数字水印技术的发展具有重要的意义,它的价值主要体现在两个方面:一个是它的商业价值,另一个是它的学术价值。首先,多重数字水印技术具有很大的商业价值,它不但已广泛用于许多商业应用领域,同时还有着广泛的商业前景。现在己建立了许多数字水印应用系统,它们包括所有者鉴别系统、防盗版系统、广告确认服务系统、用于交互式电视的水印系统等。同时它还有许多潜在的商业应用,如交易的跟踪、所有权的证明、拷贝控制、认证、信息传输、多媒体压缩等许多应用其次,评价一种新技术是否有学术价值,主要看它是否会给基础研究和应用研究引入新的有趣的问题。多重数字水印技术是一门交叉学科,它涉及了通信、密码学、图像处理等诸多领域。多重数字水印技术的特殊要求给上述领域引入了许多有趣的新问题,所以多重数字水印技术具有很大的学术价值。多重数字水印在商业和学术两方面都具有非常重要的意义和地位,所以对多重数字水印的研究正在成为世界各国许多研究机构和相关人员的重要课题。本文的多重数字水印技术可以提供一种追踪数字图像被非法复制、发行、篡改或伪造的方法。综上所述:本论文研究的多重数字图像水印技术的算法设计和仿真实验都具有重要意义。三 多重水印的研究现状根据多重数字水印的生成及嵌入方法基本上可分为以下两种:一种是分多次将多个水印先后嵌入,其基本思想是先对宿主信号进行某此特征的划分。如Cox简单地阐述了在数字视频信号中嵌入多重水印,采用的方法是将不同的水印分别嵌入到视频的不同帧中,实现在数字视频信写中嵌入多重水印;或者诸如利用小波变换和门限值将不同水印嵌入到不同宿主区域;也有利用k个不同密钥对应k个水印的嵌入和提取。另一种是按某种方式将多个水印结合成一个水印后按照已有的单值水印嵌入算法进行嵌入,其基本思想是先把多个欲嵌入的水印合并成一个水印后再嵌入到宿主中,嵌入和提取的方法都回归成单个水印的操作,这种方法的最终目的与第一种方法一样均能表示n个作者对宿主信号的所有权。需要解决的唯一问题是采取什么方法将多个水印合并,同样考虑到宿主信号的冗余量有限,不能简单地把多个水印拼接后嵌入。在多重水印的生成和嵌入方面国内外已有一些研究成果。马义德提出的一种多重数字水印技术基于将多重水印复合,然后做正交变换,为了减少比特,他用对水印做DCT变换,选取几个重要点,然后嵌入到DCT域。Boato G等人提出了一种基于非对称初等线性代数的多重图像水印方案。唐明提出一种动态的多重水印嵌入的问题,可以对在不同的阶段将不同的水印信息嵌入到同一个宿主图片内,而不需要对先解出先前存在水印信息,其方法只是从多个水印复合嵌入时各个水印的安全性和复合方式做了理论上的探讨。Mohamed Momamed A.等人通过空间域、离散余弦、离散小波域实现了八种水印嵌入方法,并对各方法进行评估。马强等提出了对宿主图像频域进行二维DCT变换,采用灰度图像JND门限值和多数字基底对宿主图像的DCT频域构造了选块分组技术,对中频分量的DCT交流系数分组嵌入水印比特,对高低频分量的DCT系数随机嵌入水印比特,嵌入了多个灰度数字盲水印,具有较好的鲁棒性。Cong Jin提出了一种基于独立分量分析的多重数字水印方法28。Jeng-Shyang Pan提出种利用VQ(矢量量化)的方法实现多重水印的嵌入,其方法是将水印图片做VQ,利用宿主图片分块的VQ系数的相似性,将各水印图片做VQ并与宿主图片块间的均值、方差和两者异或结合的VQ系数做异或运算分别得到各自水印图片的密钥,然后将宿主图片和密钥发送到接受方,从试验来看有很好的强壮性和鲁棒性。彭德云等提出了基于CDMA的多重数字水印,实现了小波域直接嵌入(WD)和基于邻域线性预测值嵌入(WNLP)两种CDMA水印方案,有效解决多重数字水印中水印碰撞和用户数量受限问题。Agarwal等人提出了一种三维点集模型的鲁棒性盲水印机制。毛力等人提出了一种基于分形图像编码的方法,显著地减少了灰度图像水印嵌入的数据量,同时结合人类视觉系统模型,将混合多重水印嵌入到小波包域的多个频带内,使用对称加密算法的钥作为个人密钥,水印方案具有双重的安全性。Hao Luo等人提出了一种利用视觉密码学来隐藏多重水印的方法。王磊提出了一种新的基于DCT和SVD分解的水印算法,该算法首先进行分块DCT变换,直接用一参数对要嵌入的中频系数进行修改,再对嵌入水印后的图像进行SVD分解,将两个随机序列嵌入到各子块的奇异值中,达到重复嵌入水印。Chih-Chin Lai等人提出了一种基于奇异值分解和微生物遗传算法的水印方案。赵彦霞等人提出了一种改进后的基于离散小波变换(DWT)和奇异值分解(SVD)的多重数字水印算法。利用离散小波变换和奇异值分解技术在原始图像的四个子带中都分别嵌入两个数字水印图像。Nasir I.等人提出了一种基于空间域的鲁棒性多重彩色图像水印技术,将宿主图像分成四个区域,在每个区域的蓝色分量中通过加密嵌入一个二值水印。Wenliang Huang提出一种图像融合技术,将多个水印图片合并为一幅,然后再嵌入到宿主图片内,但是文章并没提出如何有效的在合并后水印嵌入问题,也没有对其鲁棒性等做讨论,只是提出一种将多个图片和在一起的方法。Hammerle-Uhl,J.等人提出了一种利用小波包限制多重水印相互干扰的算法。综上所述,单值数字水印在国内外己有了较成熟的研究,但多重数字水印的研究尚不成熟,多重数字水印的应用还处于初级阶段,在实际领域中的应用还十分有限。随着信息化程度的提高和电子商务的逐渐走向实用化,多重数字水印技术将会有更加广阔的应用前景。四 基于LSB的脆弱水印算法研究1.数字水印基本框架 数字水印基本概念数字水印技术是指用信号处理的方法在数字化的多媒体数据中嵌入隐藏的标记,这种标记通常是不可见的,只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。水印的存在要以不破坏原数据的欣赏价值、使用价值为原则,并且要求即使含有水印的信息被一定程度的改变攻击,水印也能够被检测或提取出来。这种被嵌入的水印可以是任何形式数据如一段文字、标识、序列号等,而且这种水印通常是不可见或不可察的,它与原始数据(如图像、音频、视频数据)紧密结合并稳藏其中,隐藏的信息需要具备以下特征才能称作数字水印:(l)鲁棒性水印的鲁棒性是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。鲁棒性是数字水印的主要特点之一。(2)确定性水印所携带的信息必须能够被准确地鉴别,而且提取应该是容易的,即使遭到了一定的破坏,水印仍然能被鉴别。(3)透明性应该尽量使观察者觉察不到水印的存在,加入水印后,对图像质量的影响越小越好。数字水印是信息隐藏学的一个重要分支,除了应具各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,与隐蔽通信相比其鲁棒性要求更突出,它要求隐蔽的信息能够抵抗各种无意或恶意的攻击。虽然水印并不是都要隐藏起来(如可见数字水印),但一般数字水印系统还是强调透明性,由于隐藏信息量的限制,必须在鲁棒性和透明性之间寻求一个最佳结合点。数字水印嵌入与提取数字图像水印系统的嵌入模型如图2-1所示。水印嵌入就是把水印图像嵌入到原始作品图像中。该系统的输入是水印信息W、原始载体数据I和一个可选的私钥/公钥K。其中水印信息可以是任何形式的数据。密钥K可用来加强安全性,以避免未授权的恢复和修复水印。在水印的嵌入阶段主要考虑的问题是通过什么样的方法,在图像的什么位置可以不可见地嵌入水印,同时还要兼顾到水印的鲁棒性。图1 数字水印嵌入框图设E表示将水印图像W利用密钥K嵌入到原始图像I的函数,Iw表示嵌入水印后得到的含水印的图像,那么水印的嵌入可以表示为: Iw=E(I,W,K) （2-1）