【毕业论文】数字图像水印置乱算法研究 开题报告

本科生毕业设计开题报告题目数字图像水印置乱算法研究姓名张英学号20110311116指导教师李霞班级信工111所在院系职业技术师范学院毕业设计（论文）开题报告表课题名称数字图像水印置乱算法研究课题来源教师拟定课题类型工程设计类指导教师李霞学生姓名张英学号20110311116专业电子信息工程课题的意义以及国内外发展状况一课题的意义随着计算机的不断普及以及网络多媒体技术的飞速发展，保护数字产品版权所有者的合法权益的问题变的越来越重要。数字水印技术为其提供了一个很好的解决方法。在数字图像水印技术中，为了更好地隐藏水印图像，引入了图像置乱算法即将原始图像位置错乱，而像素值不做改变。理论上，水印图像越混乱，越能更好地保护水印图像信息。置乱技术是利用数字图像具有的数字阵列的特点，扰乱图像中像素的位置或颜色，使之成为一副杂乱无章的图像，达到无法辨认出原来的图像的目的。二国内外发展状况1954年，EMILHEMBROOKE发明了一个专利“IDENTIFICATIONOFSOUNDANDLINDSIGNALS”，为了实现对一段音乐的版权保护，他将一种特制的标识码嵌入其中并且获得成功，这也是已知的最早的应用数字水印技术进行版权保护的实例。但那时还没有人真正的意识到这项技术在版权保护应用上的重要性，此技术还处于萌芽阶段，直到1990年TANAKA等人明确提出利用信息隐藏的方法来确定所有权的归属1993年TIRKEL在公开发表的文章中正式地提出DIGITALWATERMARKING的概念，从这以后数字水印才逐渐被公众认识。1996年5月在英国剑桥大学牛顿研究所召开了第一届国际信息隐藏学术研讨会（FIRSTINFORMATIONHIDINGWORKSHOP），这标志着数字水印技术开始受到了全世界的公认和关注。从此之后，数字水印无论在理论技术层面还是在应用系统中都得到迅速的发展，并呈现出一派欣欣向荣的景象。在我国信息安全领域中，CIHW是最具代表性的信息隐藏和数字水印技术的学术交流活动，至今这项研讨活动已经成功举办了十届，它积极地推动着我国多媒体信息安全事业蓬勃发展，培养出一大批从事多媒体信息安全技术研究的人才，并创造了不少佳绩。最新的研究成果表明国内在信息安全技术研究领域的水平与世界相当，应用技术方面的研究也有了较大的发展，一些高科技公司如上海青研信息技术有限公司、上海阿须数码技术有限公司、北京宇飞数字水印等推出了个性化的具有自主知识产权的数字水印商业产品。综上所述，不管是国内还是国外，数字水印技术作为一门涉及信号处理、密码学、信息论、生理学甚至心理学等多个专业的新型学科，还处于发展的起步阶段，大多数新型水印算法设计也都是在原有经典算法的基础上进行改进与完善，而在数字水印容量分析方面并没有取得实质性的成果。因此，广大从事数字水印研究的科学工作者应该集中精力去寻求理论突破，这样我国的数字水印技术研究才能有长足的发展。本课题的研究内容、方法、手段及预期成果研究内容置乱技术将原来有一定意义的图像数据,通过一些变换,搅乱图像中像素的位置或颜色,使之变成一幅“杂乱无章”的图像,达到无法辨认出原图像的目的。通过置乱技术的应用,即使某些非法获取图像者能恢复出隐藏信号,如果不知道怎么恢复出置乱图象,仍然无法看到原始图象,这样就增强了被隐藏信号的保密性关于图像的置乱算法已有很多，从大的方面分可分空域置乱（包括位置空间和颜色空间）频率域置乱以及空频域同时置乱。由于其置乱算法没有本质的区别，这里主要从空间位置角度来研究图像的置乱变换。方法及手段1所谓“置乱”，就是将图像的信息次序打乱，将A像素移动到B像素的位置上，B像素移动到C像素的位置上使其变换成杂乱无章难以辨认的图像。对WOMAN进行置乱，如图置乱反置乱2方法1ARNOLD置乱是一种改变图像像素的相互位置关系降低图像相关性，从而达到保密图像为目的的图像加密方法。将数字化图像看成是一个函数在离散网格点处的采样值，就得到一个表示图像的矩阵，矩阵中元素的值是对应点出的灰度值或RGB颜色分量值。ARNOLD变换公式为2幻方变换根据幻方矩阵A中的自然序号跟图像中的像素点按照行列一一对应，通过将A中元素移动到序号为MODNN1的位置实现对图像的置乱变换。3基于2维仿射变换的置乱方法2维仿射变换定义了一种2维坐标到2维坐标之间的线性变换，仿射变换具有平行线转换成平行线和有限点映射到有限点的一般特性。利用2维仿射变换的性质，可以将图像像素映射为另一个不同的坐标，在满足某此性质的情况下，又可以对原始图像进行恢复，利用这种性质，可以对图像进行置乱。预期结果1实现图像的置乱及反置乱，并利用MATLAB仿真软件实现处理效果。2对置乱图像进行几何攻击，从而测试置乱算法的抗攻击能力。3按时完成毕业论文。任务完成的阶段安排及时间安排13周毕业实习，收集所需的设计资料和文献。4周完成开题报告和开题答辩。56周基本编程设计思路拟定。78周编写算法。910周仿真验证。1112周编写设计说明书、打印图纸。13周准备答辩。参考文献1刘芳贾成冯雁图像置乱在数字水印中的应用研究期刊论文通信技术2008022朱香卫肖亮吴慧中基于变换域数字图像水印技术的研究期刊论文通信技术2008123郑杰辉基于ARNOLD置乱自适应图像数字水印算法2010104杨娟，等基于二代小波和图像置乱的数字图像盲水印算法J计算机应用，2007，27（2）2952985朱桂斌数字图像信息隐藏的理论与算法研究D重庆重庆大学，2004注1、课题来源分为科研课题；教学及实验室建设课题；生产实际；教师拟定；课题类型分为工