信息隐藏技术毕业论文答辩资料

1、毕业论文(b y ln wn)设计课题题目(tm)：基于DCT的置乱水印算法指导教师：李凯佳作者：王宏斌学号：201111010322班级：11级计算机科学与技术三班共十九页引言(ynyn) 大数据时代的到来，人们不再仅通过书本和别人传授来获取信息，更多的是通过数字化音频、视频和文本等一系列的电子产品来获取所需。这是一个消费注意力的时代，也预示着信息安全问题的产生(chnshng)，如今全世界都在重视信息安全，但是一直以来都没有绝对安全的方案来保证信息安全。像盗版光碟、盗版视频、盗版音频、盗版文本和盗版软件等都是对维护信息安全的挑战，要保护版权和数据完整，基于图像的数字水印技术就是其中一种重要

2、的决绝方案。共十九页数字水印 数字水印技术是利用图像、音频和视频等的冗余数据对信息影响不大和不易发现的性质，利用人类的视觉模型HVS(Human Vision System)的对比度门限, 使人类无法感知到载体图像中嵌入的水印存在，在数字产品（载体图像）中利用嵌入算法将水印信息嵌入，该信息不容易被发觉且发觉后也不能判断它的意义，但在特殊环境下能察觉，如人民币中的水印在透光环境下能发觉水印的存在，但其水印不容易复制或伪造。通过具有特殊意义但不可知的水印信息来鉴别数字作品的作者、购买者、传递秘密信息和判断载体图像是否被第三方拷贝、伪造和恶意篡改(cungi)。以保护知识产权或信息安全。共十九页数字

3、水印的特点(tdin)安全性：数字水印的信息应是安全的，难以篡改或伪造，同时，应当有较低的误检测率，当原内容发生变化时，数字水印应当发生变化，从而可以检测原始数据的变更；当然数字水印同样对重复添加有很强的抵抗性。透明性：数字水印是不能被人类眼睛察觉的，且不影响需要保护信息的正常使用；不会降低需要保护信息的质量。鲁棒性：指需要保护的信息在经过各种无意和恶意的信息处理后，嵌入其中的特殊信息仍然能够保证部分完整并且能够被准确的鉴别出来。信号处理过程主要包括：滤波、信道噪声、数/模与模/数转换、剪切、改变大小、重采样位移和像JPEG等有损压缩编码。嵌入容量：指载体信息不发生形变的前提下可以嵌入到载体信

4、息的水印信息大小。特别是秘密(mm)通信中，需要对载体信息嵌入很大的信息。共十九页本文采用的水印(shuyn)类型 本文采用原水印为有意义的水印，但进行水印嵌入时是将有意义的水印转换为无意义的水印进行嵌入。有意义水印是指水印本身也是某个数字图像（如商标、校徽、国徽）或数字音频片段的编码；无意义水印则只对应于一个序列号。有意义水印的优势在于，如果由于受到攻击或其他原因致使解码后的水印破损，人们仍然可以通过视觉观察确认是否有水印。但对于无意义水印来说，如果解码后的水印序列有若干码元错误，则只能(zh nn)通过统计决策来确定信号中是否含有水印。共十九页 水印(shuyn)生成 本文采用的水印生成方

5、式为置乱，因为本文要嵌入的水印是有意义的水印，所以在安全方面存在问题，若不采取措施，第三方如果获取了水印信息，那么水印的真实意义将会泄露，算法思想是把原有意义的水印图像经过(jnggu)arnold置乱处理，获得无意义的置乱水印。共十九页水印生成(shn chn)之置乱算法思想 置乱就是对图像的信息次序进行打乱。比如：将A像素的信息移动到B像素的坐标位置上，将B像素的信息移动到C像素的坐标位置上。以此类推，使原来的图像变换为没有规律不能识别的图像信息。置乱的实质就是对信息进行加密。下面简单(jindn)介绍一种变化模板形状的图像置乱算法的置乱过程。 首先将原图作为一个模板如下图原图。其次做一个

6、与原图模板不同的模板并将原图像模板的像素以置乱模板为方位标准按从上到下，从左到右顺序填入置乱模板,如下图置乱模板。最后把置乱模板中的像素再按从左到右，从上到下的顺序填入原图模板中就形成了置乱后的图像模板如下图填回原图模板的置乱模板。共十九页水印(shuyn)嵌入 本文水印嵌入(qin r)算法是将通过置乱后的无意义水印置乱图像嵌入(qin r)到载体图像中，形成含水印的图像， 其嵌入的步骤为：第一步：对载体图像分块处理，分成88的子块。第二步：对水印置乱图像分块，也分成88的子块。第三步：对分块处理后的每个载体图像的子块进行二维DCT处理。第四步：将水印置乱图像信息一对一的嵌入载体图像。第五步

7、：对嵌入后得到含水印的分块DCT系数，进行二维DCT逆变换。重构得到含水印的图像。嵌入过程和嵌入效果如图一所示，由图中的含水印图像可见水印的透明度很好。共十九页嵌入水印(shuyn)过程和嵌入效果图一 共十九页水印提取(tq)和复原水印的提取是嵌入的逆过程，其提取的步骤为：第一步：对原始图像分块，分成88的子块。第二步：对待提取的含水印图像分块，分成88的子块。第三步：对原始图像和含水印图像进行二维DCT逆变换。第四步：对原始图像和含水印图像运用(ynyng)提取算法进行水印提取，求出图像中含有的置乱水印信息。第五步：对置乱的水印信息进行置乱复原，得到有意义的水印(如果是第三方企图复原时则不能

8、复原出有意义的水印)。 如果第三方想要对秘密图像信息进行置乱复原，因为图像置乱有很多种方式，其中每种方式都可以使用不相同的置乱模板算法和参数，使用者拥有很大的自由空间，不同的想法和参数都会出现不同的结果，这会给想要截取秘密信息的第三方增加了困难度，让他们要花费巨大的计算量，对各种可能性进行穷举测试。 水印提取和复原如图二所示。共十九页水印(shuyn)提取和复原效果图图二共十九页水印(shuyn)复原和第三方复原效果图对比水印(shuyn)复原效果图共十九页第三方复原(f yun)效果图共十九页图像(t xin)攻击 本算法中图像攻击采用MATLAB图像处理工具箱中的图像处理函数。对图像进行压

9、缩、滤波、旋转(xunzhun)、剪切和加噪等攻击。具体攻击效果在后文中将会展示。直方图相似度比较 直方图的算法是：假如有图像A和B，分别计算两幅图像的直方图，再计算两个直方图的归一化相关系数如：巴氏距离和直方图相交距离。 直方图的算法的思想是：将简单的数学上的向量之间的差异用来进行图像相似程度的比较，目前用的比较多的一种方法就是这种方法。它的特点是直方图能很好的归一化，可以直接通过计算直方图来计算两幅分辨率不相同的图像之间的相似度。它的计算速率比较高，主要由于它的计算量比较少。峰值信噪比计算 峰值信噪比（Peak Signal to Noise Ratio缩写为PSNR）是一种表示信号最大功

10、率和影响它的表示精度的破坏性噪声功率的比值的工程术语。通常用来度量图像遭处理和攻击后的质量损失。共十九页图像遭受攻击后直方图对比和峰值(fn zh)信噪比计算载体图像攻击方式攻击图提取的水印直方图对比峰值信噪比计算JPEG压缩127.0927高斯低通滤波0.999325.3318剪切0.984816.8808共十九页中值过滤0.965312.1096泊松噪声0.981511.4698二维顺序滤波0.963911.9739旋转0.83862.7952共十九页总结(zngji) 本文使用的水印嵌入算法是基于DCT的置乱水印算法，水印的嵌入强度设置为0.02，这是一个相对折中的值，嵌入强度越强，水印

11、透明性越差，鲁棒性越强，本算法可以抵抗JPEG压缩攻击，也可以抵抗处于默认值的高斯低通滤波(lb)，同时对中值滤波(lb)、泊松噪声和二维顺序滤波(lb)有一定抵抗作用，对剪切、旋转的抵抗作用则不明显。综合起来，本算法已知的只能抵抗两种攻击，总体来说鲁棒性不是很理想，若要达到理想状态，需要对算法做修改，DCT变换只具有准最佳变换性能，离最佳算法还有一段距离，而K-L变换(霍特林（Hotelling）变换)则具有很好的去相关性，所以我认为算法可以使用K-L变换，它是比DCT变换更优秀的算法。共十九页感谢(gnxi) 毕业设计的学习和研究生活是短暂而充实的，特别感谢李凯佳老师一直以来对我的指导和无微不至的关心。 同时也要感谢一起(yq)讨论学习的柳莘莘等同学的帮助和关心，和他们一起(yq)学习和研究使我对数字水印技术的了解更多，从中受益匪浅。 感谢所有关心和帮助我的老师、同学和朋友，希望我们的感情和友谊天长地久，我们能一直在相互学习中成长。最后感谢负责答辩和论文评审的老师，你们辛苦了！共十九页内容摘要毕业论文设计。透明性：数字水印是不能被人类眼睛察觉的，且不影响需要(xyo)保护信息的正常使用。下面简单介绍一种变化模板形