数字水印技术在图像防伪中的应用[范文]

 摘要

随着互联网技术的发展，全球经济得到了飞速的上涨，但同时数字作品的侵权变得泛滥，对数字产品的知识版权保护变得极为需要。为了解决这个问题，人们提出了一种对数字产品版权保护的技术—数字水印技术。

目前数字水印技术，主要应用于灰度载体图像。本文将数字水印技术用于彩色图像进行防伪处理，具体工作如下。

首先分析从脊波变换到曲波变化的演变过程，研究曲波变换的实现方法和特点，选择一种曲波实现的算法。利用这种算法将黑白水印嵌入到灰度图像中。进行初步实验，确定曲波嵌入算法是否可用于图像数字水印技术。再对彩色图像的RGB通道进行研究，进行大量的实验选择合适的色彩配比和色彩嵌入方式。最后本文将这种曲波变换的算法与彩色图像RGB通道的特点相结合，提出了一种基于曲波变换的彩色图像数字水印技术，将彩色数字水印嵌入彩色载体图像，根据彩色图像RGB通道特点，选择效果好的彩色通道嵌入，利用Wrapping快速曲波变换对载体图像和水印图像进行分解,根据人类视觉特征和曲波系数分布特点,将水印数字信息嵌入到载体图像中相对应的系数中。进行多次试验选择合适的水印嵌入位置和强度，对水印算法的鲁棒性和隐蔽性有了很大提高；采用了Arnold变化对数字水印图进行了置乱，提高了算法安全性及鲁棒性。

1 绪论

1.1数字水印的研究背景和意义

这是一个互联网时代，人们早上起床，看看手机新闻，刷刷朋友圈；有什么问题，“百度一下”；衣食住行，淘宝、京东、美团、糯米、滴滴、去哪里召之即来；手机微信，更成为时下众多男女老少生命中不可分割的一部分，我们的生活离不开互联网，这已经是不争的事实。中国已经完成了计算机在城市的普及，人们能通过网络来发布传递一些数字信息或者进行一些交易。互联网在很大程度上促进了中国的经济发展，也为数字媒体在全球各个行业得到广泛应用提供了便利。但同时也带来了许多安全问题，多媒体数字作品的版权问题变得尤为突出。如何保护数字作品的版权已成为一个重要问题。

传统密码学技术是通过加密和权限控制等一系列方法去控制加密后的信息的存取,从而避免在数字信息传输过程中直接暴露数字信息。但是在数字作品版权保护方面密码技术表现的很不理想。一，加密过的信息会暴露在整个传输过程中，窃取信息者能不能破译信息就取决于密码系统的复杂度和窃取信息者的破译能力,对密码系统的复杂度要求较高。二,如果合法用户将解密后的机密信息发布出去,那么机密信息就不再得到任何保护。1996年，为了解决数字信息安全性问题，学术界在英国剑桥举行了第一届国际信息隐藏学术研讨会,并且提出了信息隐藏技术，（信息隐藏技术是将重要的信息隐藏于其它普通载体信息里面,通过对载体信息的发布实现重要信息的传播）标志着信息隐藏技术成为国际信息技术领域中的一个新的研究方向。随着数字化信息的急速发展,诞生了数字水印（Digital Watermark）技术。由于数字水印技术不但可以较好的隐藏数字信息，而且具有较好的抵抗干扰能力，所以得到了全球学者广泛的研究【1-2】.

数字水印（Digital Watermarking）技术是将一些特定的数字信息（例如：文字、数字、符号、图像、音频等），通过特殊的水印算法嵌入到数字载体中，从而起到保护数字产品的版权的作用。同时要求这些水印嵌入方法不会影响原作品的价值和使用，并且不易被人类视觉特性（HVS）或听觉特性（HAS）觉察。

1.2数字水印的特点

（1）隐蔽性

数字水印系统的隐蔽性也称为不可见性，是指水印数字信息的嵌入方法不会直接影响数字媒体的视觉(图像水印、视频水印、文本水印)或听觉(音频水印)效果．不易被人类视觉特性（HVS）或听觉特性（HAS）觉察。

（2）鲁棒性

是指不因数字载体文件的改动而导致隐藏信息丢失的能力．这个改动包括传输中的噪音、JPEG压缩、几何攻击等等。

（3）水印容量

 水印容量即水印嵌入算法可嵌入的水印大小。

（4）确定性

 从数字产品载体中提取的水印数字信息能够被清楚的鉴别。

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