1、畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告通信工程通信工程基于離散運(yùn)算的自適應(yīng)魯棒數(shù)字圖像水印算法研究基于離散運(yùn)算的自適應(yīng)魯棒數(shù)字圖像水印算法研究一、選題的背景與意義當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展有兩個(gè)明顯的特征：數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。數(shù)字化指的是信息的存儲(chǔ)形式，特點(diǎn)是信息存儲(chǔ)量大、便于編輯和復(fù)制；網(wǎng)絡(luò)化指的是信息的傳輸形式，具有速度快、分布廣的優(yōu)點(diǎn)。人們通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)可以快捷方便地獲得數(shù)字信息和在線服務(wù)。與此同時(shí)，數(shù)字盜版和篡改也越來(lái)越嚴(yán)重。因此，數(shù)字作品的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)

2、也更加受到重視。作為解決這一問(wèn)題的重要手段，數(shù)字水印技術(shù)受到了廣泛關(guān)注并日趨成熟。數(shù)字水印的基本思想是在原始媒體數(shù)據(jù)中，如音頻、視頻、圖像等，通過(guò)水印嵌入算法在其中隱藏具有一定意義的附加信息作為標(biāo)記，這些信息與原始數(shù)據(jù)緊密結(jié)合，并隨之一起被傳輸。在接收端，通過(guò)水印檢測(cè)算法來(lái)提取或檢測(cè)。數(shù)字水印技術(shù)可能的應(yīng)用包括數(shù)字簽名、數(shù)字指紋、廣播監(jiān)視、內(nèi)容認(rèn)證、拷貝控制和秘密通信等。數(shù)字水印被視做抵抗多媒體盜版的“最后一道防線”。因此從水印技術(shù)自身

3、來(lái)說(shuō)，它具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。近幾年來(lái)水印的嵌入大多是基于Cox提出的加法或乘法兩種疊加算法。然而，基于Cox疊加算法建立起來(lái)的數(shù)字圖像水印方案其魯棒性并不理想，主要在于這種算法對(duì)于數(shù)字圖像特征值的改變屬于一種連續(xù)變化。因?yàn)楫?dāng)數(shù)字圖像受到某種攻擊（即便是微弱影響）時(shí)，數(shù)字圖像的特征值將隨之發(fā)生變化，從而導(dǎo)致基于相關(guān)檢測(cè)原理的水印檢測(cè)能力發(fā)生相應(yīng)退化。數(shù)字通信具有較強(qiáng)的抗干擾能力，只要影響不超過(guò)某一閾值，可以采取“整形再生”

4、的辦法將受到噪聲等因素干擾的傳輸數(shù)據(jù)（電脈沖）重新恢復(fù)出01數(shù)碼。因此基于二值離散運(yùn)算的自適應(yīng)數(shù)字圖像水印嵌入和檢測(cè)算法具有更好的魯棒性。目前的離散算法有以下幾種：1.離散傅里葉變換域(DFT)：此算法在圖像數(shù)據(jù)的數(shù)字處理中常用的是二維離散傅里葉變換它能把空間域的圖像轉(zhuǎn)變到空間頻域上進(jìn)行研究從而能很容易地了解到圖像的各空間頻域成分并進(jìn)行相應(yīng)的處理。這種算法雖然能較好地描述信號(hào)的頻率特性，但是不能較好地解決突變信號(hào)與非平穩(wěn)信號(hào)的問(wèn)題且過(guò)程

5、復(fù)雜，計(jì)算量大。（a）低頻子圖表示由小波變換分解級(jí)數(shù)決定的最大尺度、最小分辨率下對(duì)原始圖像的最佳逼近，稱(chēng)為小波逼近子圖。小波逼近子圖中包含了原始圖像的大部分能量，在此嵌入水印魯棒性好，但容易使原始圖像降質(zhì)。（b）高頻子圖表示了原始圖像的水平邊緣細(xì)節(jié)、垂直邊緣細(xì)節(jié)和斜邊緣細(xì)節(jié)信息，統(tǒng)稱(chēng)為小波細(xì)節(jié)子圖，在此嵌入水印，不易被人所察覺(jué)，但容易被破壞，魯棒性較差。2）進(jìn)行現(xiàn)有算法的研究，分析各算法的優(yōu)缺點(diǎn)除離散小波變換（DWT）外的水印算法有2種

6、：（a）傅里葉變換（DFT）是一種經(jīng)典而有效的數(shù)學(xué)工具，DFT域的算法有利于實(shí)現(xiàn)水印的仿射不變性，而且可以利用變換后的相位信息嵌入水印。但DFT域的方法計(jì)算比較復(fù)雜，效率較低，而且與國(guó)際壓縮標(biāo)準(zhǔn)不兼容，限制了它的應(yīng)用。（b）離散余弦變換（DCT）是目前研究最多的一種數(shù)字水印，它具有魯棒性強(qiáng)、隱蔽性好的特點(diǎn)。其主要思想是在圖像的DCT變換域上選擇中低頻系數(shù)疊加水印信息。但是它抵御幾何畸變的能力較弱，而且攻擊者在破壞水印的過(guò)程中，不可避免地

7、會(huì)引起圖像質(zhì)量的嚴(yán)重下降。3）對(duì)于現(xiàn)有離散算法的比較，DFT域復(fù)雜效率低，DCT域被攻擊時(shí)會(huì)導(dǎo)致圖像降質(zhì)，因此提出一種基于離散小波DWT域的算法小波變換域很好地提供了圖像邊緣和紋理等區(qū)域的空間一頻率位置信息這些信息對(duì)于保證所嵌入水印的魯棒性十分重要，對(duì)圖像的多分辨率在進(jìn)行數(shù)字水印檢測(cè)時(shí)可以大量節(jié)省處理時(shí)間。而且小波的多分辨分析與人眼視覺(jué)特性是一致的。4）進(jìn)行這種算法抵抗各種攻擊的魯棒性以及隱秘性的研究，并且想辦法對(duì)此算法改進(jìn)。5）進(jìn)行本