图像水印技术研究与实现文献综述

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1、文献综述图像水印技术研究与实现一、前言部分：近年来，随着数字化技术的进步和Internet的迅速发展，多媒体信息的交流达到了前所未有的深度和广度，其发布形式愈加丰富了。网络发布的形式逐渐成为一种重要的形式，伴随而来的是多媒体数据的版权保护问题。因此多媒体信息版权保护问题成了一项重要而紧迫的研究课题。为了防止窃取信息而使用的传统加密技术，在应用于图像版权保护上却存在一些缺点，比如图像被解密后与所有者无关，使用者可以对解密后的图像进行任何形式的电子传播；密文形式的图像更加容易引起攻击者的注意；被加密的图像未解密

2、前无法查看，而图像的传播就是为了被查看，如此将严重影响人们利用网络的效率[1]。为了解决这一难题，近几年国际上提出了一种新的有效的数字信息产品版权保护和数据安全维护的技术一一数字水印技术（digtalwatermarking）。数字水印技术通过在原始媒体数据中嵌入秘密信息——水印来证实该数据的所有权归属。水印可以是代表所有权的文字、产品或所有ID、二维图像，视频或音频数据、随机序列等。主要应用于：媒体所有权的认定。即辨认所有权信息，媒体合法用户信息；媒体的传播跟算法研究。该子模块的研究为解决网络制造产品版权

3、保护问题奠定了基础数字水印技术，又称数字签名技术，成为信息隐藏技术的一种重要研究分支，为实现有效的信息版权保护提供了一种重要的手段。二、主题部分：1图像水印的基本原理从图像处理的角度看，嵌入水印信号可以视为在强背景下迭加一个弱信号，只要迭加的水印信号强度低于人类视觉系统(HumanVisualSystem，HVS)的对比度门限，HVS就无法感到信号的存在[2]。对比度门限受视觉系统的空间、时间和频率特性的影响。因此通过对原始信号作一定的调整，有可能在不改变视觉效果的情况下嵌入一些信息，从数字通信的角度看，水

4、印嵌入可理解为在一个宽带信道(载体图像)上用扩频通信技术传输一个窄带信号(水印信号)。尽管水印信号具有一定的能量，但分布到信道中任一频率上的能量是难以检测到的。水印的译码(检测)即是在有噪信道中弱信号的检测问题。一般来说，为了使水印能有效地应用于版权保护中，水印必须满足如下特性:1)隐蔽性水印在通常的视觉条件下应该是不可见的，水印的存在不会影响作品的视觉效果。2)鲁棒性水印必须很难去掉(希望不可能去掉)，当然在理论上任何水印都可以去掉，只要对水印的嵌入过程有足够的了解，但是如果对水印的嵌入只是部分了解的话，

5、任何破坏或消除水印的企图都应导致载体严重的降质而不可用。3)抗窜改性与抗毁坏的鲁棒性不同，抗窜改性是指水印一旦嵌入到载体中，攻击者就很难改变或伪造。鲁棒性要求高的应用，通常也需要很强的抗窜改性。在版权保护中，要达到好的抗窜改性是比较困难的。4)水印容量嵌入的水印信息必须足以表示多媒体内容的创建者或所有者的标志信息，或是购买者的序列号。这样在发生版权纠纷时，创建者或所有者的信息用于标示数据的版权所有者，而序列号用于标示违反协议而为盗版提供多媒体数据的用户。5)安全性应确保嵌入信息的保密性和较低的误检测率。水印

6、可以是任何形式的数据，比如数值、文本、图像等。所有的水印都包含一个水印嵌入系统和水印恢复系统。水印的嵌入和提取过程分别。6)低错误率即使在不受攻击或者无信号失真的情况下，也要求不能检测到水印(漏检、false-negative)以及不存在水印的情况下，检测到水印(虚检、false-positive)的概率必须非常小[2]。2小波变换历史小波变换（wavelettransformation）[3]基本概念是以某些特殊函数为基将数据过程或数据系列变换为级数系列以发现它的类似频谱的特征，从而实现数据处理。法国从事

7、石油信号处理的工程师J.Morlet在1974年首先提出的，通过物理的直观和信号处理的实际需要经验的建立了反演公式，当时未能得到数学家的认可。正如1807年法国的热学工程师J.B.J.Fourier提出任一函数都能展开成三角函数的无穷级数的创新概念未能得到认可一样。幸运的是，早在七十年代，A.Calderon表示定理的发现、Hardy空间的原子分解和无条件基的深入研究为小波变换的诞生做了理论上的准备，而且J.O.Stromberg还构造了历史上非常类似于现在的小波基；1986年著名数学家Y.Meyer偶然构

8、造出一个真正的小波基，并与S.Mallat合作建立了构造小波基的统一方法--多尺度分析之后，小波分析才开始蓬勃发展起来，其中比利时女数学家I.Daubechies撰写的《小波十讲（TenLecturesonWavelets）》对小波的普及起了重要的推动作用。与Fourier变换、视窗Fourier变换（Gabor变换）相比，具有良好的时频局部化特性，因而能有效的从信号中提取资讯，通过伸缩和平移等运算功能对函数或信