基于Zedboard的数字图像水印技术.pdf

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1、学校代码：10255学号：2141078东华大学基于Zedboard的数字图像水印技术DIGITALIMAGEWATERMARKTECHNOLOGYBASEDONZEDBOARD学科专业：信息与通信工程论文作者：陈静指导老师：范红答辩日期：2017年2月25日东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰

2、写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日基于Zedbo

3、ard的数字图像水印技术基于Zedboard的数字图像水印技术摘要上世纪90年代提出了数字水印技术，这是一种针对数字产品版权和数据安全保护的技术。数字图像水印技术在20多年的研究下得到了长足的发展。在信息安全、防止伪造和版权保护等方面得到广泛的应用。随着数字产品的传播越来越快，范围越来越广，针对网络中图像、视频等信息的保护面临越来越大的挑战。本文主要研究一种基于Zedboard的数字图像水印系统，该系统的硬件平台是结合了ARM和FPGA的ZYNQ平台，软硬件协同设计极大地提高了系统的执行速度。采用高层次综合的

4、方式开发图像处理核心算法，利用软件语言在算法开发上的优势，缩短开发周期。将软件语言转换成硬件语言在FPGA上实现，充分发挥硬件并行操作在速度上的优势。数字图像水印系统分成图像采集模块以及图像处理算法模块。其中图像采集模块采用I2C总线和VGA接口，在ZYNQ平台上得到验证，实现图像的实时采集和输出；图像处理算法模块在VivadoHLS（HighLevelSynthesis）平台上设计了两个数字水印的IP核，可见水印IP核和不可见水印IP核。主要分析了不可见水印IP核，它以一个8x8的二维DCTIP核为核心，通

5、过C语言编程仿真实I基于Zedboard的数字图像水印技术现，再转化为RTL级代码完成综合操作。在HLS中通过添加指令的操作，对IP核进行了优化，使得资源并行最大化，减少延时。比较了C与RTL协同仿真的运行时间与在Matlab平台上运行的时间，在硬件上协同仿真的时间更短，相较于软件Matlab运行速度更快。并分别对可见水印和不可见水印两个IP核进行了实验验证。在满足所有限制条件的解决方案中，基于Zedboard的数字水印系统的处理速度有很大优势。本文对基于Zedboard的数字图像水印系统的结构在资源调度和硬

6、件映射方面进行了深入的研究与分析。各个操作之间在数据依赖关系下，每个时钟周期内执行一项操作。同时，还对添加不同优化指令后，资源调度的变化及硬件映射关系进行了详细的探讨。设计的数字水印IP核能够利用现有的制造工艺，通过合理的调度资源，达到优化延时的效果，并对不可见水印的提取与抗攻击实验进行分析。Zedboard在网络中图像、视频等信息保护方面将会发挥更大的作用。关键词：数字水印；高层次综合；IP核；DCT；软硬件协同II基于Zedboard的数字图像水印技术DIGITALIMAGEWATERMARKTECHNO

7、LOGYBASEDONZEDBOARDABSTRACTInthe1990s,digitalwatermarkingtechnologyforcopyrightprotectionanddatasecurityofdigitalproductscameout.Andithasbeengreatlydevelopedinthepast20years.Andithasawiderangeofapplicationsininformationsafety,preventingforgery,copyrightprot

8、ectionandsoon.Digitalproductsspreadmoreandmorequicklyandmoreandmorewidely,sotheprotectionfornetworkimage,videoandotherinformationisfacingmoreandmoregreatchallenge.Inthispaper,adigitalimagewatermarkings