基于matlab的数字图像水印算法设计本科学位论文.doc

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1、1、绪论本章主要介绍信息隐藏技术的背景和研究意义、国内外信息隐藏技术研究现状，并给出全文的结构安排。1.1信息隐藏技术的背景和研究意义从二十世纪九十年代开始，网络信息技术在全世界范围内取得了迅猛发展，它极大方便了人们之间的通信和交流。借助计算机网络所提供的强大的多媒体通信功能，人们可以方便、快速地将数字信息（数字音乐、图像、影视等方面作品）传到世界各地，一份电子邮件可以瞬息间传遍全球[1-7]。但在同时计算机网络也成为犯罪集团、非法组织和有恶意的个人利用的工具。从恶意传播计算机病毒，到非法入侵重要部门信息系统，窃取

2、重要机密甚至可使系统瘫痪；从用计算机进行金融犯罪，到利用表面无害的多媒体资料传递隐蔽的有害信息，对计算机信息系统进行恶意攻击的手段可谓是层出不穷。信息隐藏技术在保密通信、版权保护等领域中都具有相当广泛的应用价值，根据不同应用背景，信息隐藏技术可以分为两个重要分支隐写术（SteganoGraphy）和数字水印[8]（DigitalWatermarking）。数字水印主要是为了保护知识产权的，通过在原始媒体数据中嵌入信息来证实该媒体的所有权归属问题。数字水印的主要目的不是限制对媒体访问，而是确保媒体中水印不被篡改或消除

3、。因此稳健性是数字水印最基本要求之一。数字水印中的稳健性是指水印图像经过一些常见改变后，水印仍具有较好可检测性。这些改变包括常见的图像处理手段（如数据压缩、低通滤波、图像增强、一次抽样、二次量化、A/D和D/A转换等等）、几何变换和几何失真、噪声干扰、多重水印（MultipleWatermarking）的重叠等。对不同应用场合，要求具有不同的稳健性。但需要指出的是，存在另一种与稳健水印性质相反的水印，被称为易损水印（FragileWatermarks），它们被用来证实原始媒体是否被改动过。稳健性在整个水印系统设计中

4、具有很重要的分量，这也是将隐写术和数字水印分第41页共45页别对待的原因之一。隐写术主要考虑的是安全性（即统计特性上无法检测隐密信息的存在性）和嵌入容量，不可见性等。因此，信息隐藏技术的研究在信息安全领域中具有很重要的地位，它对于军事、情报、国家安全方面的重要意义是不言而喻。它包括数字隐写与隐写分析两个方面。一方面要以尽可能隐蔽的方式将信息深藏于浩如烟海的数字多媒体信号之中，毫不引起对方怀疑而达到隐蔽通信的目的；另一方则以各种手段检测可疑信息的存在，搜寻敌对隐蔽通信的信源，隔断隐蔽通信的信道。设计一种高度安全的隐写

5、方法是一项富于挑战性的课题，而对隐写的准确性判定往往比隐写本身更加困难[12]。数字隐写与隐写分析的交互发展正是方兴未艾，成为互联网时代信息战技术的一个新的课题。信息网络上的攻防技术水平将反映的是一个国家的科技水平和防范意识。1.2本课题国内外研究现状出于对知识产权的保护和信息安全的需求，自上世纪90年代以来，国内外开始对信息隐藏技术投入了大量关注和研究。为了方便学术交流，1996年5月，国际第一届信息隐藏学术讨论会（InternationalInformationHidingWorkshop,IHW）在英国的剑桥

6、牛顿研究所召开，对信息隐藏的一部分英文术语和学科分支进行了统一和规范，标志着的是一门新兴的交叉学科——信息隐藏学的正式诞生。至今，该研讨会已举办到第七届。自1998年以来，《IEEE图像处理》、《IEEE会报》、《IEEE通信选题》、《IEEE消费电子学》等许多国际重要期刊也组织了信息隐藏的技术专刊或专题新闻报道[9-10]。由于来自大公司的介入和军方及财政部的支持，该技术研究的发展速度非常迅速。1998年，美国政府报告中出现了第一份图像数据隐藏的报告。目前，己支持或开展研究信息隐藏研究的机构既有政府部门，也有大学

7、和知名企业，它们包括美国财政部、美国版权工作组、美国空军研究院、美国陆军研究实验室、德国国家信息技研究中心、日本NTT信息与通信系统研究中心、麻省理工学院、伊利诺斯大学、明尼苏达大学、剑桥大学、瑞士洛桑联邦工学院、西班牙Vigo大学、IBM公司Watson研究心、微软公司剑桥研究院等。第41页共45页在国内，以数字水印为代表的信息隐藏技术虽然起步是比较晚的，但发展却十分的迅速，己经有相当一批有实力的科研人员和机构投入到这一领域之中。1999年12月，我国信息安全领域中的何德全、周仲义、蔡吉人与有关应用研究单位联合发

8、起并组织召开了第一届全国信息隐藏学术研讨会（CIHW1999）[13]。CIHW己成为国内最具代表的信息隐藏学术交流活动，至今已经举行了六届全国会议。第六届（CIHW2006）于2006年8月上旬在哈尔滨工业大学召开的，聚集国内众多从事多媒体信息安全技术研究的专家和学者，就多媒体信息安全技术和数字版权保护技术等领域的最新研究成果展开了研讨，经42位专家的评审