水印技术论文精选(九篇)
第1篇：水印技术论文范文
关键词：数字水印；水印技术；算法
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2011) 18-0000-01
Digital Watermarking Technology and Development
Cao Yanyan
(Southwestern University of Finance and Economics School of Economic Information Engineering,Chengdu 611130,China)
Abstract:With the multimedia technology and network technology and the rapid development and wide application,image,audio,video and other multimedia content protection is an urgent need for the problem..Digital watermarking is multimedia copyright protection and effective way to ensure the integrity of the information,the information is also becoming a hot topic in the field,at home and abroad has aroused extensive attention.
Keywords:Digital watermarking;Watermarking technology;Algorithm
一、数字水印概念
数字水印（Digital Watermark）技术是指用信号处理的方法在数字化的多媒体数据中嵌入隐蔽的标记，这种标记通常是不可见的，只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。
嵌入数字作品中的信息必须具有以下基本特性才能称为数字水印：隐蔽性、隐藏位置的安全性、鲁棒性。
二、数字水印的分类
（一）按特性划分。按水印的特性可以将数字水印分为鲁棒数字水印和脆弱数字水印两类。鲁棒数字水印主要用于在数字作品中标识著作权信息，它要求嵌入的水印能够经受各种常用的编辑处理；脆弱数字水印主要用于完整性保护，与鲁棒水印的要求相反，脆弱水印必须对信号的改动很敏感，人们根据脆弱水印的状态就可以判断数据是否被篡改过。
（二）按水印所附载的媒体划分。按水印所附载的媒体，我们可以将数字水印划分为图像水印、音频水印、视频水印、文本水印以及用于三维网格模型的网格水印等。
（三）按检测过程划分。按水印的检测过程可以将数字水印划分为明文水印和盲水印。明文水印在检测过程中需要原始数据，而盲水印的检测只需要密钥，不需要原始数据。
（四）按内容划分。按数字水印的内容可以将水印划分为有意义水印和无意义水印。有意义水印是指水印本身也是某个数字图像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。
（五）按用途划分。不同的应用需求造就了不同的水印技术。按水印的用途，我们可以将数字水印划分为票据防伪水印、版权保护水印、篡改提示水印和隐蔽标识水印。
三、数字水印的三个研究层次
（一）基础理论研究。数字水印基础研究的目的是建立数字水印的理论框架，解决水印信量分析、隐蔽性描述等基本理论问题。在认知科学和信号处理理论的基础上，充分借鉴密码学的成果，可以建立数字水印技术的理论框架，分析数据量与隐蔽性之间的关系，使得在给定需要保护的数据后，有一套可靠的标准来选择水印方案，并能综合评判各种数字水印算法的优劣。
（二）应用基础研究。应用基础研究的主要方向是针对图像、声音、视频等多媒体信号，研究相应的水印隐藏与解码算法，以及能抵御仿射变换、滤波、重采样、色彩抖动、有损压缩的鲁棒数字水印技术。
（三）应用研究。应用研究以水印技术的实用化为目的，研究各种标准多媒体数据文件格式的水印算法。水印应用研究特别要面向Internet上广为使用的各种数据文件，包括JPEG压缩图像、MPEG2压缩视频、WAV音频文件、AVI及三维动画文件、PDF标准文本、voice mail l等多媒体邮件格式。票据防伪也是数字水印的一个重要应用领域，各种防伪票据水印的研究也不容忽视。
四、典型算法
（一）最低有效位算法（LSB）。LSB算法使用特定的密钥通过m序列发生器产生随机信号，然后按一定的规则排列成2维水印信号，并逐一插入到原始图像相应像素值的最低几位。由于水印信号隐藏在最低位，相当于叠加了一个能量微弱的信号，因而在视觉和听觉上很难察觉。
（二）Patchwork算法。Patchwork数字水印隐藏在特定图像区域的统计特性中，其鲁棒性很强，可以有效地抵御剪切、灰度校正、有损压缩等攻击，其缺陷是数据量较低，对仿射变换敏感，对多拷贝平均攻击的抵抗力较弱。
（三）纹理块映射编码。纹理块映射将水印信息隐藏在图像的随机纹理区域中，利用纹理间的相似性掩盖水印信息。该算法对滤波、压缩和扭转等操作具有抵抗能力，但需要人工干预。
（四）文本微调算法。文本微调算法用于在PS或PDF文档中隐藏数字水印，主要是通过轻微改变字符间距、行间距和字符特征等方法来嵌入水印。这种水印能抵御攻击，其安全性主要靠隐蔽性来保证。
（五）DCT变换域数字水印算法。DCT变换域数字水印是目前研究最多的一种数字水印，它具有鲁棒性强、隐蔽性好的特点。其主要思想是在图像的DCT变换域上选择中低频系数叠加水印信息。
（六）直接序列扩频水印算法。扩频水印算法是扩频通信技术在数字水印中的应用。将待传递的信息通过扩频码调制后散布于非常宽的频带中，使其具有伪随机特性。收信方通过相应的扩频码进行解扩，获得真正的传输信息。
五、结论
今后数字水印的技术研究将侧重于完善数字水印理论、提高数字水印算法的稳健性、安全性、研究其在实际网络中的应用及建立相关标准等方面。数字水印技术将对保护各种形式的数字产品起到重要的作用，但并非万能，必须配合密码学技术及认证技术、数字签名或者数字信封等技术一起使用。
参考文献：
第2篇：水印技术论文范文
关键词：美术教育；传统水印版画；实践与思考
传统版画以其独特的艺术魅力，以及精准的绘画、雕刻技艺，在古代广受欢迎和关注，在艺术发展迅速的今天，一些水印版画的手法依然还在沿用，可见，有些艺术形式随着时间的推进会变得历久弥新，更能焕发出新的色彩。美术教育作为传承我国艺术发展的教育体系对弘扬中国传统文化意义非凡，如何将传统水印版画的技艺应用到现代美术教学中是很多艺术院校和教育工作者们思考的重要课题。千百年来，水印版画以其独特的媒介语言，承载着传统文化，影响深远。因此，继承和发展这种版画技艺，并在美术教育中充分应用，是艺术事业发展的必然趋势，也是提高大众欣赏能力和版画美学价值的途径。
一、我国水印版画的发展历程论述
我国木刻的水印版画最早出现在汉代，那时没有发明纸张，一般都是用布帛印图，最早用以宣传宗教信息等资料，之后纸张被发明出来，书籍诞生，水印版画多以书籍插图的形式展现在人们面前，使得水印版画的应用越来越广泛。到唐宋时期，水印版画的表现手法日趋成熟，从单色印制发展到多色印制，艺术创作者对于水墨及颜料的应用也更加纯熟，使得水印版画呈现出独特的审美价值，为以后版画的发展打下了基础。明代，由于文学和艺术的迅速发展，一些文人墨客、绘画者众多，这时水印版画进入到了一个空前的繁荣时期，加之文化市场景象繁荣，一些经济发达的地区文化艺术也是十分昌盛，水印版画十分兴旺，明代遗留下来的水印版画作品也是最多的。在清代，顺治、康熙年间，由于明代版画兴盛的影响，版画作品盛产很多，在清朝中期水印版画发展步伐就慢慢降下来，逐步渐入衰落阶段。清朝后期，由于国外石印、铜印等技术传入我国，传统的水印版画技术受到冲击，发展更是缓慢。20世纪30年代，鲁迅倡导的新兴版画运动是现代水印版画发展的开端，是对传统版画技艺的重拾和发展，那时欧洲和日本版画艺术发展势头很是兴盛。鲁迅以其敏锐的审美能力和民族责任感，为我国版画的发展做出了突出的贡献，正是在他的倡导下，水印版画重新得到了广大艺术爱好者的关注和重视，得以重见天日。20世纪50年代初期，水印版画对传统技艺加以继承和发扬，结合国内民族特色和国外版画技艺，形成了独树一帜的版画风格，黄永玉的《阿诗玛》以及吴凡的《蒲公英》都是这一阶段的代表作。50年代后期，江苏版画呈现出如火如荼的发展趋势，现代水印版画技艺与传统手法相结合，巧妙地将水墨画的元素融入到水印版画创作中，逐步形成江苏地区水印版画的特色和风格。1992年我国成立江苏版画院，2008年我国水印版画艺术研究中心成立，这些都说明水印版画在我国艺术中的地位越来越受重视，极大地推动了水印版画事业的发展。
二、水印版画的艺术技法应用和美学价值分析
（一）水印版画的艺术技法传承
1.绘画的艺术技法在水印版画创作中，绘画是最基本的技艺，版画的绘画主要分为草绘绘制和放大图绘制两个步骤，草图绘制的关键在于明确要呈现的画面的干湿、深浅、虚实效果，放大图的描绘重点是要表现出深浅不一、浓淡适宜的层次感，确保顺利进行套版工作。具体绘图时，要先进行颜色分类，确定分版数量，而后在样稿上附上透明薄纸，画上图像的轮廓，之后将画有图像轮廓的薄纸贴在木板上进行刻画。版画的绘画过程考验着创作者的绘画功底和艺术审美能力，绘画的好坏直接关系到版画的整体效果。2.雕刻的艺术技法雕刻作为水印版画的重要内容是不容忽视的，传统水印版画创作以木刻居多。雕刻分为两种，一种叫阴刻，一种称为阳刻，两者的雕刻形状是不同的，阴刻主要以凹形图案为拓印内容，阳刻以凸形图案为拓印内容。用于雕刻板花的刻刀多种多样，有形状和钝锐的差别，木质有疏松和密硬的区别，造型也有具体和抽象的区别。雕刻是对创作者技艺的综合考量，几把刀一块木板，表现光线明暗、颜色深浅等，这需要雕刻者有熟练的功底，通过雕刻展现版画这种视觉艺术的魅力。3.水印技法的传承水印是指利用水的流畅和滋润的特点而进行的版画拓印方式，在版画制作中充分发挥水的作用是水印版画的一个重要特征。水印版画贵在用纸，用纸的薄厚和吸水性的区别决定了拓印后画面效果的不同，我国一般采用宣纸、绵纸比较多，原因是这几种纸的吸水性很好，很受版画创作者的青睐，但也存在纸张易碎的弱点，水印用纸要根据版画特点加以调整，不能一成不变，墨守成规，版画创作者要扬长避短，找到最适宜的纸张和拓印方法。
（二）水印版画的美学价值分析
传统水印版画的美感，主要来自于绘画、雕刻、拓印三种主要环节的巧妙结合。绘画雕刻的痕迹展现在拓印作品上，作者通过这种形式来表达情感和意图，水印版画其实和绘画、书法等艺术形式一样，都是对人们智慧的总结和对生活中美好场景的描述，也是一种全面的艺术表达的手段，如何在版画中蕴藏美感，唤起观众的共鸣是创作者的目的和创作的意义所在。传统水印版画最初用于宣传宗教，一些佛教图案是版画的初期形式，之后用于书籍插画、诗笺等，具有很强的历史感和岁月的痕迹，有一种沧桑之美。古代的水印版画一般风格古朴简约，朴而不拙、美而不华，有一种简约之美。水印版画的雕刻痕迹最为明显，由于雕刻方法不同，显示出的效果也截然不同，有的婉转流动，有的刚劲有力，有的圆滑温柔，有的尖锐锋利，风格各异，表现的内容也不尽相同。现在美学教育里强调水印版画的韵味和印痕，指的是拓印留有绘画和雕刻的痕迹，进而表达出一定的审美意蕴，韵味和印痕在水印版画一书中是相辅相成、相互影响的，传统水印版画的美感在于木味、刀味、水味的充分结合，是色彩和造型的有机结合，是思想意识的有机碰撞。传统水印版画有着现代印刷技术所不能比拟的独特美学价值和审美特征，是一种美学上的重要研究内容。
三、传统水印版画的优秀表现手法
在美术教育中的应用探索新时期，我国美术教育对于水印版画的重视程度越来越高，1958年浙江美术学院创办了水印版画工厂，并开展水印版画的教学工作，这是传统水印版画在高校美术教育中最具代表性的应用实例，在民族传统文化艺术面临艰难的时刻，将传统水印版画融入现代美术教育体系中，使其艺术性得到发扬和传承，且产生了很多优秀作品。尽管如此，传统水印版画的手法和技艺在美术教育格局中的力量很是单薄，关于传统水印版画历史的教育有待加强，水印版画的独特艺术技法需要得到传承和创新。
（一）学校和教师要深入开展水印版画教学研究工作
在我国目前的美术教育事业中，传统水印版画的教学内容较少，个别学校甚至没有开设水印版画课程，部分艺术院校的重视力度也不够，所以要想加强水印版画教学质量，教师就要针对传统水印版画的发展历史进行教育，对准确精妙的表现手法和技艺也要加强教学，做好水印版画的教学研究工作。在美术教育中,要保证提供给学生的形象资料是富含艺术性的，要保证传统水印版画的艺术品质，教授要教会学生对优秀作品进行评估，研究作品产生的时代背景，将这种方法有效用于美术教学中。其次，学校要重视水印版画的教学，组建水印版画研讨小组，做好课程设置和教学内容设置工作，使传统水印版画得到充分的发展和传承。
（二）在美术教学中大胆创新水印版画素材的使用
传统水印版画主要在木板上进行雕刻，尽管由于国外版画素材的影响，铜版、石版等材料很受欢迎，但水印版画的主要雕刻用材还是以木板为主。要想创新水印版画，对传统加以突破，教师要在教学中和学生一起尝试大胆的创新，对西方的版画教学加以借鉴，不断调整水印版画的教学目标和教学内容，针对教学模式加以创新，根据不同地区、不同民族和不同文化对水印版画作品的影响，随时调整教学活动的实施，运用多元化的教学方式实施教学，鼓励学生发挥自主性，多多创新版画创作，拓展材料选择的空间和方向，激发学生的创造力，锻炼学生的实践能力。
（三）加强实践教学，注重学生的能力提升
对于美术教育好坏的考核评估会落在学生具体的创作作品上，水印版画也是如此，要想创新水印版画的发展策略，形成理论教学与实践相结合的教学模式是十分必要的。艺术院校可以通过设立工作室的形式招收学生，在具体教学中要根据学生身心发展规律和兴趣爱好做好异化教学，做到理论与实践结合，提高学生的创作思维和审美能力。其次，教师在教学时可以调整教学手段，可以运用多媒体技术加强教学，实现案例作品的形象化教学，让学生直接感受到水印版画艺术的魅力和美学价值，进而提高学生创作作品的欲望。学校可以举办水印版画作品展，让学生互相参观，互相学习，共同进步，优秀的作品得到认同也会增加学生水印版画创作的信心。
（四）鼓励学生实际参与创作，提高艺术技能
水印版画教学的最终目标是使学生掌握水印版画的基础知识和发展变迁史，培养学生的水印版画绘画雕刻基础技艺和创作技能。教师在教学时要有效地融人探索性和创新性的教学内容，一方面可以强化学生的基础理论知识，另一方面促进学生的创新和实践能力，教师要鼓励学生充分发挥想象，从生活中挖掘艺术灵感，将其付诸到水印版画的创作中，运用巧妙的表现手法，加强作品的艺术魅力。
四、结语
传统水印版画的艺术特征和美学价值是我国艺术宝库的瑰宝，是我们应该传承和发展的艺术形式，在现代美术教学中重视水印版画的传承和发展是我国传统文化发展的需要，也是美术教学创新艺术境界的需要。
参考文献：
[1]周雅．重塑传统版画新理念——浅谈水印版画的新拓展[J]．新西部（理论版），2011，（12）．
[2]张旻，冯楠．传统水印版画在美术教育中的存续方法和创新发展[J]．大众文艺，2014，（19）．
第3篇：水印技术论文范文
关键词：水印技术；图像压缩；小波变换；dct；奇异值分解（sdv）
中图分类号：TB
文献标识码：A
文章编号：1672-3198（2012）08-0178-02
0 引言
随着数字化技术和Internet的不断发展，电子邮件、MP3、甚至支票等越来越多的数字产品让人们应接不暇。而计算机网络的发展给人们带来了极大的方便，人们使用网络进行数据文件的传输、存储等，而网络环境的复杂性、多变性以及网络系统的脆弱性，带来了一系列安全问题。人们可以轻易地通过网络复制、篡改、伪造和非法原创作品，极大地侵犯了原创者的利益。因而数字信息的安全性控制及数字产品的版权保护已成为社会关注的焦点问题。数字水印技术已经成为版权保护中不可替代的技术。数字水印可以将携带有保护信息内容的图像嵌入到原始图像中，通过恢复水印图像可鉴别非法复制、篡改和盗用的数字产品，进而保护数字产品的合法使用和安全传输。
1 数字水印技术
数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。数字水印技术是将一些标识信息(即数字水印)直接嵌入数字载体(包括多媒体、文档、软件等)当中，但不影响原载体的使用价值，也不容易被人的知觉系统(如视觉或听觉系统)觉察或注意到。通过这些隐藏在载体中的信息，可以达到确认内容创建者、购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改等目的。
数字水印技术在近几年发展迅速，尤其在静止图像的应用中已经发展得比较成熟。图像水印有多种分类方式，按特性可分为鲁棒水印和易损水印，鲁棒数字水印能抵抗恶意攻击，而易损数字水印能判断原始数据是否被篡改过；按水印附载的媒体可以划分为图像水印、音频水印、视频水印、文本水印以及用于三维网格模型的网络水印等；按水印隐藏的位置划分为时域数字水印、频域数字水印、时/频域数字水印和时间/尺度域数字水印。而静止图像的水印技术主要应用空间域数字水印和频率域数字水印。
随着网络信息时代的发展，在网络中进行信息传输、存储等已经是不可避免的。为了避免传输及存储过程中的信息量过大以及传输的网络瓶颈问题，多媒体压缩技术也随着网络传输的发展而不断进步。数字产品在网络上也大都以压缩的形式传输，这就要求水印算法对数据压缩有极好的鲁棒性，才能保证水印在网络传输过程中不会被抹去。JPEG是图像压缩的使用标准，由于图像压缩技术的日益成熟，因此把水印技术嵌入在JPEG压缩域中是数字水印的一种隐藏方式。
2 数字水印技术在图像压缩中的应用
2.1 JPEG压缩技术
在目前使用的图像压缩技术中，可以分为两种：基于DCT的图像压缩编解码和基于小波变换的图像压缩编解码。
基于DCT的JPEG压缩如图1所示。
首先将图像分为8×8的数据块，按照从左到右、从上到下的光栅扫描方式的顺序进行排序，对每一个8×8块进行DCT 变换，然后用量化表对64 个DCT系数进行量化，对量化后的系数根据 Z形扫描方式进行排序，得到的比特流用RLE(行顺序编码)生成中间的符号序列。然后经过Huffman编码得到压缩图像的二进制数据流。
基于小波变换的图像压缩如图2所示。
首先小波变换把图像信号按照不同的空间或频率尺度进行分解，量化是对小波变换系数进行组织，以某种可以接受的是真代价进一步减少数据率从而实现压缩，最后经过熵编码把量化后的系数编码成一组可适合于信道传输或存储的二进制比特流。
2.2 典型数字水印技术在图像压缩中的应用
数字水印在图像压缩中最常用的就是空域水印和变换域水印。空域水印算法的代表是LSB 算法、Patchwork算法，变换域的代表方法有DCT 域水印算法、小波域水印算法。
2.2.1 空（时）域水印
空间域算法是将数字水印按某种算法直接嵌入到图像中最不重要的像素位上。最初的水印技术直接修改数字媒体的空（时）域采样值，这种技术稳健性差，为提高稳健性，Wolfgang等人把二维m序列嵌入图像的LSB平面，并利用高祥虎函数改善了检测过程。为了对JPEG压缩具有较好的稳健性，提出将图像像素分成两个集合，通过修改两个集合的均值差来嵌入水印。Kutter等人提出更加复杂的感知模型，在分析人类视觉系统的伪装特性以及水印信号本身特性的基础上推导出了一种优化的HVS加权函数，用于亮度和蓝色通道水印嵌入。Kutter还提出一种空域2D幅度调制水印，利用空间相关性来实现对平移、旋转、缩放等几何失真的稳健性。Nikolaidis等人提出对图像中的重要区域进行稳健的定位和分割并嵌入水印，水印提取时可根据定位信息恢复几何失真后的加水印区域，从而实现水印检测的同步。
2.2.2 变换（频）域水印
（1）基于DCT域的水印算法。
DCT变换是对原图像每一个8×8的块做的变换，对DCT系数会进一步的量化，量化表就是根据人的视觉模型得出的，在量化过程中会将人眼不敏感的高频系数大间隔量化，而保留人眼敏感的中低频系数，所以在嵌入水印信息时为了保证水印信息在量化过程中不被破坏，通常将水印信息嵌入到图像的中低频系数中。因为低频系数是在JPEG压缩过程中被大量保存下来的，为了增加水印图像的鲁棒性，多数水印技术就是将水印信息嵌入到DCT变换的中低频系数中。梅蕤蕤等人提出把水印信息隐藏在红、绿、蓝三基色的8×8 分块DCT 变换的低频系数中；BARNIM等人提出的水印方案是对彩色图像的红、绿、蓝三基色进行全帧DCT变换，然后选取低频系数嵌入水印。
王宗利在其论文中介绍了基于DCT的水印嵌入、提取并分析了实验结果。水印嵌入原理如下:通过对原图像一个8×8的块做DCT变换后先得到DBCIi×j，而原图像的被分解的块为BSIi×j，利用公式DBCIi×j（Si）=
α×BSIi×j（ti）嵌入水印图像，其中α为加权系数，Si为水印嵌入的位置，ti为水印图像的位置坐标。
（2）基于小波域的水印算法。
离散余弦变换是将图像从空间域到频率域的全局变换，基于DCT的图像编码算法在高压缩比要求下图像质量下降太快，且方块效应明显。离散小波变换是一种局部的变换，利用小波变换把原始图像序列分解成多频段的子图像，能适应人眼的视觉特性且是的水印的嵌入和检测可分多个层次进行。小波变换域数字水印兼具时空域和DCT变换域的优点。因此基于小波变换的数字水印算法是当前研究最热的水印算法。
鉴于小波域水印良好的稳健性和感知质量，特征集{Ii}由小波系数构成，在没有原始图像的情况下，有测试图像得到的特征集{Xi}可能与{Ii}不完全相同。为确定特征集{Ii}中系数的正确位置，水印嵌入可以分为两种情况：
（1）利用固定区域的系数作为特征集，由于低频系数具有较好的康压缩稳健性，因此选取低频子带LH3、HL3、HH3中的所有系数作为特征集。
（2）选用MN个最大的系数作为特征集。特征集{Ii}中系数的位置信息作为附加信息在水印提取过程中被使用。此时附加信息同样可以作为密钥，以保证水印的安全性。
水印嵌入公式如下：
其中，Iwi是修改过的特征集系数；α是水印强度因子，在这里取常数以利于保持水印信号之间的正交性。
小波分解后的系数编码是小波最具特色的部分，目前基于小波域的水印嵌入方法主要有：将离散小波变换和奇异值分解技术结合，基于分形压缩的在小波域中水印算法，基于HVS的小波域算法，自适应灰度级的小波域水印算法和小波零树的图像水印等。
刘连山，李人厚等在其论文中提出一种在彩色图像绿色分量的DWT变换域嵌入水印的方案，由于RGB彩色图像经JPEG压缩后红色和蓝色分量能量损失特别大，在这两个颜色分量中嵌入的水印信息很容易丢失，而绿色分量经压缩后能量损失较小所以选择在绿色分量中嵌入水印。绿色分量经过两级小波分解，然后提取低频子带LL嵌入加密后的水印。任小康和周立是将小波变换（DWT）和奇异值（SVD）分解技术结合起来将水印图像嵌入原图像。嵌入原理是将水印图像和原图像的RGB三个分量先做小波变换然后对三个分量的低频系数做奇异值分解，将水印图像的三个分量的奇异值分别嵌入到原图像对应分量的奇异值中，然后将嵌入水印的三个分量的低频系数与其小波分解的高频系数重构得到嵌入水印的各个分量R'G'B'。将含有水印的R'G'B'三分量合并得到含水印的图像。刘俊清提出将水印图像重复嵌入原始图像。原始图像经'Harr'小波函数进行3层小波分解，将水印图像小波分解的低频系数嵌入到原始图像小波分解的低频系数中。通过嵌入水印图像的次数检验对原始图像质量的影响。黄晓晴和杨素敏等提出了将图像进行小波树分形编码的方式嵌入水印图像，且实现了水印的盲提取。水印嵌入也通过改变编码参数在宿主图像中嵌入灰度水印，并且水印提取也不通过宿主图像，实现了盲提取。
3 总结
数字水印技术作为信息安全领域中有效的版权保护技术正在迅速发展，数字水印算法也层出不穷，不仅在图像版权保护方面起到了鲁棒性强，嵌入信息量减小，水印图像提取更方便，且在传输过程中水印信息遭篡改，抹去等手段来破坏原始数据的恶意行为几乎难以实现。
本文在对数字水印技术在图像压缩中的应用讨论中发现，在图像中嵌入水印的位置灵活多变，大部分数据都可以作为水印数据嵌入的载体，比如傅立叶变换、DCT系数、小波变换、SDV、LSB算法、Patchwork算法等。并且嵌入水印的算法也越来越多的实现了水印的盲提取及抗加噪、剪切、低通滤波等。将水印信息嵌入到JPEG压缩域中的方法更是增加了图像压缩的鲁棒性，并且根据人的视觉特性保证了更好的视觉质量。
参考文献
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第4篇：水印技术论文范文
关键词：数字水印；鲁棒性；典型算法；性能评估；信息隐藏
中图分类号：TP18 文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)31-pppp-0c
Image Digital Watermarking Technology in the Application of Information Hiding
ZHANG Mao
(Graduate Student Department, Engineering University of CAPF, Xi'an 710086, China)
Abstract: The driving force of the development of digital watermarking technology is in order to provide copyright protection of multimedia data and information hiding. Along with the application of this technology, more and more scholars pay more attention on it. According to the current development situation of digital watermarking technology, it descripts the process of digital watermarking systems more comprehensively and more minutely, and researchs in-depth image watermarking technology information in the application of information hiding principle and algorithm performance evaluation.
Key words: digital watermarking; robustness; typical algorithms; performance evaluation; information hiding
数字水印技术是近年来兴起的前沿研究领域，在多媒体信息的版权保护和完整性认证方面得到了迅猛发展，数字水印技术是一种应用于信息隐藏的多学科综合的新兴技术。它涉及信号与数字图像处理、计算机科学、混沌、密码学以及数据通信等领域，是一门交叉学科。虽然目前还没有形成较为完善的理论体系，但随着数字水印技术日趋成熟，它必将成为版权保护的重要工具。
1 数字水印系统
所谓数字水印技术就是将数字、序列号、文字、图像标志等版权信息嵌入多媒体数据中，以起到保护版权、秘密通道、数据文件的真伪鉴别和产品标志等作用。
1.1 数字水印的基本模型
通过对多种水印的算法研究，一套完整的数字水印系统基本包括生成水印、水印的嵌入、水印的提取、水印的检测四个部分。一般情况下，每种水印信号的设计与水印的嵌入和提取算法相关性不大。由于无意义水印信号和有意义水印信号的不同，生成水印的方法也不一样，无意义水印一般使用伪随机序列作为信号或使用混沌序列产生水印信号，有意义水印则需要对其本身进行预处理。嵌入、提取和检测过程如图1、2、3所示。
1.2 数字水印的分类
1) 空域水印和频域水印根据在数字图像的还是频域中嵌入水印信息来区分。一般来说，频域水印的鲁棒性要比空域水印强，频域水印容量比空域水印容量大。
2) 鲁棒性水印和脆弱性水印根据数字图像抵抗攻击操作的能力来区分。鲁棒性水印是指攻击后仍然能够检测或提取水印(用于版权保护)；而脆弱性水印则指能直接反映图像水印是否受蓄意篡改等(用于法院证据等)。
3) 盲水印和明文水印根据检测图像水印时是否需要原图像来区分。盲水印是指检测时不需要原始图像，只需要密钥；而在检测过程中需要原始数据的水印是明文水印。在应用范围上，盲水印比明文水印实际应用广，但研究的难度也相对较大。就水印特性而言，明文水印的鲁棒性比较强，但其应用受到存储成本的限制。目前学术界研究的数字水印大多数是盲水印。
4) 可视性水印和不可视性水印根据人眼是否看出图像水印来区分。不可视水印是指从视觉上无法分辨出原图像和嵌入水印图像的区别，是当前数字水印技术的主要研究领域；而可视水印是以人眼可见的形式在原始图中嵌入水印，与不可视水印技术相比，该技术有着自己独特的领域，它可用来强调所给出的图像是一个样品，或者通过在图像中嵌入商标或者版权标记来阻止非法复制。
5) 公有水印和私有水印根据嵌入的图像是否让公众知道来区分，尤如加密中的公钥和私钥的含义，从应用上讲，两种都有其应用前景,但最终在网络化时代，公有水印有更大的应用空间。
以上这些分类方法有一些是相容的，恰如一个图像既可以是鲁棒的、盲的和不可视的，甚至是公有的，这些由实际应用环境来确定。
1.3 数字水印的特性
1）嵌入有效性是指嵌入过程后马上检测得到肯定结果的概率。在某些情况下，水印系统的有效性既可以根据在大量测试图像集合嵌入水印的实际结果确定，也可以通过系统的分析确定。只要集合中的图像数目足够大而且同应用场合下的图像分布类似，输出图像中的检测出水印的百分比就可以近似为有效性的概率。
2）鲁棒性鲁棒性指在经过常规信号处理后能够检测出水印的能力。在实际信号传输过程中，会受到噪声等攻击。一般针对图像的常规操作包括空间滤波、有损压缩、几何剪切等。对嵌入水印后的图像进行常规攻击后，鲁棒性水印算法仍能从含水印图像中提取出水印。而与鲁棒性水印相对立的脆弱水印，则与鲁棒性水印特性完全相反，在经受任何攻击后都会引起图像信息的丢失，从而可以防止对数字作品的修改与盗用。
3）不可见性。水印在通常情况是不可见的（某些情况需要使用可见水印），水印的不可见性指数字产品中嵌入水印后与原始作品之间在人类主观感觉上没有区别。对于图像来说，嵌入水印后的图像应不影响其视觉效果。
4）安全性安全性是指水印能够抵抗有意篡改和恶意攻击的能力。它有别于鲁棒性所涉及的普通信号失真。嵌入的水印信息必须是经授权的单位或个人才能检测提取，非法用户不能判断水印是否存在，或者即使检测出水印，也不能获取或去除水印信息。
此外，与水印有关的特性还包括逼真度、数据容量、盲检测和明检测、虚检率、密码与与水印密钥等。但在数字水印系统中，不可见性和鲁棒性是两个最基本的指标，也是研究的重点。水印不可见性和鲁棒性是一对矛盾体，鲁棒性的提高必然会引起水印不可见性的降低。实际上，成功的数字水印算法是要寻求不可见性和鲁棒性之间的最佳平衡，即在保证不改变原始图像视觉感知效果（即不可见性）的前提下，尽量使水印具有较好的鲁棒性。
1.4 数字水印的典型算法
1）空间域它主要包括最低有效位（LSB）算法、文档结构微调方法、拼凑方法、纹理块映射编码方法、量化方法、自适应方法和半色调图像的水印算法。数字水印的算法研究最早是从空域开始的，其算法优点是计算速度快、时间复杂度低、过程相对简单、实时性较强，但与压缩域和变换域相比，鲁棒性较差。
2）变换域 主要是离散傅里叶变换（DFT，Discrete Fourier Transfrom）、离散余弦变换 (DCT，Discrete Cosine Transform)、离散小波变换(DWT，Discrete Wavelet Transfrom)。其中基于DCT的数字水印算法是目前水印技术中研究得最多、最深入,也是最成熟的。与空间域图像水印相比，变换域图像水印对压缩、滤波和其他一些处理算法具有较强的鲁棒性，与常用的图像压缩标准兼容；另一方面，为保证水印的不可察觉性，可以在空间域的任何位置上嵌入水印信号能量；同时在水印编码过程中，又能方便地结合人类视觉系统和听觉系统的某些特性(如频率掩蔽效应)，因而变换域水印算法得到了广泛的重视。
除以上变换域算法，近年来还有一些变换域算法崭露头角。文娟等人将神经网络与Contourlet变换相结合，实现水印盲提取。朱宁波等人将遗传算法引入数字水印中。另外，利用生理模型、扩频技术、奇异值分解的水印算法也在广泛的应用。
1.5 数字水印的性能评估
水印系统的性能评估主要包括透明性和鲁棒性，这两者一般是相互矛盾的。水印的嵌入量、嵌入强度、图像大小对水印的鲁棒性都有影响。通常嵌入量越多，嵌入强度越大，鲁棒性越好，但是透明性差。所以在设计水印算法时，要对这两者综合考虑，进行折中，为了使性能评估有效，必须在各种不同的测试图像集中进行测试。一般在实验中用到的参数有峰值信噪比（PSNR）和相关系数(NC)。
2 结论
数字水印作为一个技术体系，目前尚不完善，由于每个研究人员的介入角度各不相同，研究的方法和设计策略也各不相同，但是鉴于图像数字水印技术在信息隐藏等领域的应用价值, 有必要对水印技术进行深入研究。未来可能值得关注的研究领域将有以下几个方面: 一是数字水印的基本理论和算法的研究;二是数字水印的标准化研究;三是数字水印的网络应用研究; 四是与其它领域先进技术的结合研究。
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第5篇：水印技术论文范文
关键词: 数字水印;媒体信息;信息;版权保护;算法研究
中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)02-429-03
Algorithmic Research of the Digital Watermark Technology in the Multimedia Information
DING Ai-ping
(Department of Information Engineering, Yellow River Conservancy Technical Institute, Kaifeng 475003, China)
Abstract: Through the analysis of the characteristics of the digital watermark, this paper deals with the basic principle of the digital watermark technology, analyses the currently popular watermark algorithm, points out the limitations in the current watermark technology and expects its development in the future.
Key words: digital watermark; media information; information release; copyright protection; algorithmic research
随着Internet 的迅猛发展,近几年来,多媒体信息的形式越来越丰富。网络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成了一项重要而紧迫的研究课题。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。
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),媒体的传播与算法研究,为实现有效的信息版权保护提供了一种重要的手段。
1 数字水印的基本原理
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(Human Visual System,HVS)的对比度门限,HVS就无法感到信号的存在。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,水印必须满足以下特性:
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,只是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,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。水印可以是任何形式的数据(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。
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而检测到水印(虚检、false -positive)的概率必须非常小。
2 数字水印典型算法分析
近几年来,数字水印技术研究取得了很大的进步,这里对一些典型的算法进行分析。
2.1空间域算法
数字水印直接加载在原始数据上,可以细分为如下几种方法[1-4]:
1)最低有效位方法(LSB)。
这是一种典型的空间域数据隐藏算法,L. F. Tumer 与R. G. Van Schyadel等先后利用此方法将特定的标记隐藏于数字音频和数字图像内。该方法是利用原始数据的最低几位来隐藏信息(具体取多少位,以人的听觉或视觉系统无法察觉为原则)。该方法的优点是有较大的信息隐藏量,但采用此方法实现的数字水印很脆弱,无法经受一些无损和有损的信息处理,而且如果确切地知道水印隐藏在几位LSB中,数字水印很容易被擦除或绕过。
2)Patchwork 方法及纹理块映射编码方法。
这两种方法都是Bender等提出的。Patchwork 是一种基于统计的数字水印,其嵌入方法是任意选择N对图像点,在增加一点亮度的同时,降低另一点的亮度值。该算法的隐藏性较好,并且对有损的JPEG和滤波、压缩和扭转等操作具有抵抗能力,但仅适用于具有大量任意纹理区域的图像,而且不能完全自动完成。
2.2 变换域算法
基于变换域的技术可以嵌入大量比特数据而不会导致可察觉的缺陷,往往采用类似扩频图像的技术来隐藏数字水印信息。这类技术一般基于常用的图像变换,基于局部或是全部的变换,这些变换包括离散余弦变换(DCT)、小波变换(WT)、傅氏变换(FT或FFT)以及哈达马变换(Hadamard transform)等。
其中基于分块的DCT是最常用的变换之一,现在所采用的静止图像压缩标准JPEG也是基于分块DCT的。最早的基于分块DCT的一种数字水印技术方案是由一个密钥随机地选择图像的一些分块,在频域的中频上稍稍改变一个三元组以隐藏二进制序列信息。选择在中频分量编码是因为在高频编码易于被各种信号处理方法所破坏,而在低频编码则由于人的视觉对低频分量很敏感,对低频分量的改变易于被察觉。该数字水印算法对有损压缩和低通滤波是稳健的。另一种DCT数字水印算法[5]是首先把图像分成8×8的不重叠像素块,在经过分块DCT变换后,即得到由DCT系数组成的频率块,然后随机选取一些频率块,将水印信号嵌入到由密钥控制选择的一些DCT系数中。该算法是通过对选定的DCT系数进行微小变换以满足特定的关系,以此来表示一个比特的信息。在水印信息提取时,则选取相同的DCT系数,并根据系数之间的关系抽取比特信息。
除了上述有代表性的变换域算法外,还有一些变换域数字水印方法,它们当中有相当一部分都是上述算法的改进及发展,这其中有代表性的算法是I. Podichuk 和ZengWenjun 提出的算法[6]。他们的方法是基于静止图像的DCT变换或小波变换,研究视觉模型模块返回数字水印应加载在何处及每处可承受的JND(Just Noticeable Difference,恰好可察觉差别)的量值(加载数字水印的强度上限),这种水印算法是自适应的。
2.3 NEC算法
该算法由NEC实验室的Cox[5]等人提出,该算法在数字水印算法中占有重要地位。其实现方法是,首先以密钥为种子来产生伪随机序列,该序列具有高斯N(0,1)分布,密钥一般由作者的标识码和图像的哈希值组成,其次对图像做DCT变换,最后用伪随机高斯序列来调制(叠加)该图像除直流分量外的1000个最大的DCT系数。该算法具有较强的鲁棒性、安全性、透明性等。
2.4 其他一些水印算法
1)近年来,利用混沌映射模型实现数字水印、保密通信等成为混沌应用研究的热点。特别是自从Cox等借用通信技术中的扩频原理将水印信号嵌入到一些DCT变换系数或者多层分解的小波变换系数以来,人们已经提出了一些混沌数字水印方法。水印的嵌入与检测是基于人类视觉系统(HVS)的亮度掩蔽特性和纹理掩蔽特性,折衷水印的不可见性和鲁棒性之间的矛盾。结果表明,该方法嵌入的水印具有不可见性和鲁棒性,并且这种基于密钥的混沌水印方法更好的抗破译性能。
2)目前比较流行的还有一种基于盲水印检测的DWT算法。该算法首先对原始图像进行小波变换,根据人类具有的视觉掩蔽特性对低频分量进行一定的量化,同时可不影响视觉效果,并对作为水印的图像进行压缩和二值化处理,形成一维的二值序列,根据二值序列的值对上述量化后的原始信号的低频分量进行视觉阈值范围内允许的修改,从而实现水印的嵌入。水印提取过程是对含有水印的图像进行小波变换,对低频分量同样进行量化处理,为了增大算法的安全性,可以对水印形成的二值0,1序列在嵌入前进一步进行伪随机序列调制,相应地在水印提取过程需要增加用伪随机序列解调的步骤。这样,不知道伪随机序列的攻击者即使推测出水印的嵌入规律,也无法提取水印,大大增加了水印系统的透明性和鲁棒性。
3 水印技术的局限
为了对版权保护中使用水印的成功可能性进行评估,看能否满足实际应用需求,就需要对水印技术有更多了解。下面研究数字水印方案普遍存在的一些局限。
1)不知道能够隐藏多少位。尽管非常需要知道指定大小载体信息上可以隐藏多少比特的水印信息,但这个问题还没有得到圆满解决。事实上,对给定尺寸的图像或者给定时间的音频,可以隐藏信息量的上界,目前还不清楚。对图像水印,只能说目前使用的算法可以隐藏几百比特位的水印信息。
2)还没有真正健壮的盲图像水印算法。对于图像水印,鲁棒性还是个问题。目前还没有能够在经过所有普通图像处理变换后,仍能幸免的盲水印算法。尤其是能够抵抗几何处理的攻击,被认为是很难实现的目标。
3)所有者能去除标记。迄今为止提出的所有盲图像水印,实际上都是可逆的。已知水印的准确内容以及水印的嵌入和检测算法,则总能在没有严重损坏资料的前提下,使水印不可读取。目前,还不清楚这个缺点在将来还是否存在;同时在设计版权保护系统时,必须考虑如下问题:一旦水印内容已知,则有可能去除水印或者部分水印。
此外,迄今为止提出的水印算法,其可逆性使人们提出极大的疑问,即设计能够抗篡改的健壮公开水印技术是否可能?事实上,如果允许任何人读取水印,则任何人只要知道水印嵌入算法,就可以消除水印。
4 结论
随着电子商务的加速发展和网络用户的直线增长,媒体的安全要求将更加迫切,作为版权保护和安全认证的数字水印技术具有极大的商业潜力,作为一门学科交叉的新兴应用技术,它的研究涉及了不同学科研究领域的思想和理论,如数字信号处理、图像处理、信息论、通信理论、密码学、计算机科学及网络、算法设计等技术,以及公共策略和法律等问题,是近几年来国际学术界才兴起的一个前沿研究领域,得到了迅速的发展。但数字水印技术仍然是一个未成熟的研究领域,还有很多问题需要解决,其理论基础依然薄弱。随着一些先进的信号处理技术和密码设计思想的引进,必将日趋成熟且得到更为广泛的发展应用。
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第6篇：水印技术论文范文
Exploration on the Teaching of Printing and Graphic Information
Processing under the Background of Digital Printing
LI Jing
（Yuncheng Polytechnic College， Yuncheng， Shanxi 044000）
Abstract With the continuous development of computer technology and information technology and application， digital products gradually occupy more market share， especially in recent years， the printing industry， digital printing technology has been developed rapidly in a short period of time， under this background， information processing and professional education should be combined with the development of the market environment and technical level， teachers should strive to improve their professional literacy， students should try their best to seek the opportunity of social practice， the theory of classroom knowledge into practical use. Based on this， the author will combine many years of work experience， in the context of digital printing technology， printing and graphic information processing teaching innovation analysis， hoping to help to improve the quality and efficiency of higher education.
Keywords digital printing； graphic information processing； teaching innovation
印刷?g在我国拥有悠久的发展史，随着技术水平不断提高，数字化成为当今印刷技术发展的基础，数字化是印刷产业的关键性技术，但是在我国高等教育活动中，传统教学模式下的印刷图文信息处理专业出现很多问题，尤其是在数字化成为主流技术的背景下，其教学弊端越发明显，因此应该就这些问题加以探讨，并提出相应的改革创新措施。
1 印刷图文信息处理专业教学中存在的问题
1.1硬件教学设施不完善
用于印刷产业运行的设备都是非常专业的大型机器，由于高等院校教育经费紧张，不少高校实验室中根本没有为印刷专业的学生购置完善的教学设备，导致学生在学校接受教育过程中过度依赖理论教学，负责任的教师会利用多媒体教学工具为学生展示与印刷产业有关的设备机械图，但是这对于学生来说只能满足他们对机械设备的感性认识，而不能让他们近距离地接触和感受与印刷行业有关的运行和操作流程。在一定程度上来说，这对于培养学生实践操作和动手工作能力有着不良影响，使得教育和实践相脱节，这也是印刷图文信息处理专业毕业生在求职过程中遭遇诸多不顺的原因之一。
1.2教师普遍缺乏实践经验
高等院校印刷图文信息处理专业的教师在理论领域都拥有扎实的基础知识，却普遍缺乏实践经验，教师难以在教学活动中传授学生更多的实践经验，只能在理论研究领域为学生解决困惑。教师缺乏实践经验与他们自身经历有着不可分割的关系，首先高等院校在招聘教师的过程中过分注重学历要求，一般情况下都是聘请硕士研究生学历以上的人才作为学校的教师，但是这样的人才往往由于将时间和精力主要放在学术研究上而忽视了实践经验积累。另外，由于教师常年在学校开展教学活动，很少有时间到社会中积累实践经验，综合以上各种因素，导致如今很多教师缺乏实践经验。
1.3学校实践氛围不佳
在实践活动组织事项上，不少高校处于一种消极的状态，导致整个校园实践活动氛围不佳。学生在接受教育过程中，过度依赖理论知识学习，而忽视实践能力培养，在这种状态下培养出来的人基本上不能满足社会需求。由于他们缺乏工作经验，导致他们在求职过程中屡屡碰壁，有的学生即使能够找到工作，由于自身实践能力不强，导致企业对其失去培养兴趣，进而对其所在学校的教育品质产生质疑，无论是对于学生个人还是其所在学校，都会产生不良影响，对于学生自身而言可能会失去这个工作机会，对于学校而言可能在社会上形成不良声誉，对学校的健康可持续发展造成不利影响。
2 教学创新措施
2.1建立全新教学课程体系
目前，我国印刷图文信息处理专业的主要课程包括电工电子技术、机械制图、图像处理软件、印刷色彩学、印刷材料学、平版印刷原理与工艺、印刷概论、平板晒版原理与工艺、印后加工技术、印刷机械、柔性版印刷、丝网印刷、广告包装设计以及数字印刷与数字化工作流程等，主要偏向培养掌握印刷图文信息计算机处理理论与技术及现代印刷工艺等综合技能的高级应用型技术人才。但是从上述培养课程和目标来看，在实际教学活动中还是比较偏向理论教学，学生能够切身感受这个行业的机会很少，甚至于在印刷色彩培养上近乎完全是理论传授，所能够达到的教学效果非常有限。因此在教学创新改革过程中，我们要建立全新的教学课程体系，让学生在学习理论知识的同时能够积累丰富的实践经验，提高本专业毕业生的就业实力。
在建立新的课程体系之前，应该事先针对市场印刷企业运行现状进行调研，充分了解市场行情，才能制定出符合市场发展规律的课程体系，担任制定课程体系的相关人员最好要与企业一线技术人员进行深度访谈，才能全面了解本专业在工作岗位最需要掌握的技能和必备理论知识，这样才能培养出符合岗位要求的应用型人才。全新的课程体系包括素质结构、知识结构、能力结构以及职业证书要求四大方面，其中素质结构包括思想政治素质，即要求本专业毕业的学生都要具备良好的思想政治素质和职业道德素养，要懂得遵纪守法、要具备事业心、进取心以及创新精神；具备良好的身体素质，即能够在实际工作中承受强调的工作压力，能够胜任企业生产、服务和管理第一线的工作等；文化素质，即要求毕业生具备一定的文化修养，文字组织能力和语言表达能力，并且具备基本英语和计算机应用能力等；职业素养，即培养学生良好的职业道德素质、增强他们的职业工作能力和创新精神等。知识结构包括培养学生专业必需的基础理论知识；培养学生扎实的英语语言基础知识，要求学生英语水平能够达到英语应用能力B级以上，能够较为熟练地阅读本专业技术资料并且要能够达到基本会说会听的水平；要求学生熟练掌握计算机操作及应用，并要通过全国高等学校非计算机专业计算机水平以及以上考试，这样才能保证学生在数字化印刷技术运用中的基本技能水平；要求学生掌握图文信息处理的基础理论知识，要对整个印刷流程非常熟悉；要求学生掌握应用文写作知识，能够自主创新和书写相关论文等。能力结构包括要求学生具有基本色彩图形处理能力、文字和多媒体信息处理能力等；要求学生具有从事制版、印刷、印后加工等技术能力；要求学生具有一定印刷工艺方案设计和创新能力等；要求学生具备一定检验印刷材料质量以及印刷品质量的检测能力，并具有一定的印刷市场营销能力等。在职业证书要求上，主要是针对电子图像处理工和制版工，两者都需要持证上岗。教师要引导学生明确学校制定全新课程体系的原委，要让学生重视自身综合能力培养和提高，提高学生主动学习的积极性，要让他们养成良好的自主学习习惯。
2.2加大知识结构调整力度
印刷图文信息处理专业的知识结构是由基础知识、理论知识以及专业技能三大部分组成，每一个部分都是专业教学中应该注重培养的知识模块，从目前市场发展需求和前景来看，应该针对学生在印刷色彩、设计以及操作水平上进行大力调整，在注重理论知识传授的同时加强实践活动组织开展，帮助学生接触更多生产实践，帮助学生积累丰富的实践经验从而更加贴近生产实际。另外还应该针对学生的创新精神和创造能力进行培养和提升，不断提高本专业学生的专业技能，为数字化印刷技术发展奠定坚实的基础。
2.3根据市场需求，优化课程内容
一方面，教师要根据印刷图文信息处理专业指定教材开展教学活动，另一方面教师也要根据市场需求情况变化，及时调整课程内容，使得教学质量和效果发挥最大优势。为了最大程度保证本专业毕业生能够顺利就业，学校应该多安排和组织实践课程，比如说与企业建立长期人才培养合作计划，企业给本院校学生提供实践实习的机会，学校按照企业对人才的要求制定培养计划，目前一般采用订单式的人才培养模式，这样能够培养出更多符合企业要求的应用型人才。
2.4改革教学模式和方法
学校应该树立先进的教学观念，教师应该积极改革创新教学模式和方法，目前比较流行的人才培养方式主要有订单式、实训式、基地式，为学生提供多途径学习渠道，让学生在学习过程中逐渐培养创新精神和创造能力，通过实习和实践活动，逐渐提升学生的动手操作水平，激发的学生学习兴趣和热情。通过订单式的人才培养途径，不仅能够解决学生实践能力发展问题，同时还能够在一定程度上解决学生就业问题，帮助学生尽早适应社会工作环境，全面提升大学生的能力和素质。
2.5加强师资建设
优秀专业的教师团队是培养人才的基础，学校应该注重引进全方位教师资源，不仅要有学术理论知识扎实的教师，还要聘请拥有丰富实践经验的企业家充当学生的技?g指导教师，基本上可以保证学生在学习理论知识的同时能够接触到实际生产经验，以促进学生综合能力发展。
第7篇：水印技术论文范文
科技期刊审读的目的
科技期刊的审读是以国家颁布的有关方针、政策、法规、标准、条例等为准则，对科技期刊的政治思想、学术水平、技术水平、编辑水平、印刷装帧、社会效益及经济效益等方面进行统一的检查，以便加强科技期刊管理，把握办刊方向，提高办刊水平，规范办刊质量。对于学术类科技期刊，笔者认为重点应放在学术水平、编辑质量、印刷装帧质量等方面的审核。
随着人们对精神文明追求的不断提高，对于书、报、刊不但要求其内容具有可读性，而且对其形式美要求也越来越高。学术类科技期刊虽然没有必要在美术设计方面下太大的功夫，但工艺设计及技术设计还是非常重要的。印刷装帧讲究的期刊，会使读者产生阅读的兴趣，并使读者在阅读的过程中产生美的享受；相反，印刷装帧粗糙的期刊，即使所载论文学术水平很高，也可能会失去很多读者。读者少了，关注的人少了，期刊也就很难办好。因此，高水平的学术类科技期刊应该具有高的印刷装帧质量。
对于学术类科技期刊，必须遵守国家有关的编辑出版标准及规范，这有助于国内国际的学术交流。高水平的编辑加工质量，有助于正确、准确、规范地表达学术论文的内容，是提高学术类科技期刊办刊水平最基本的保证。
期刊所载论文学术水平的高低，是衡量学术类科技期刊办刊水平的试金石。因此，高学术水平的论文，是学术类科技期刊的生命线。没有高学术水平的论文，水平再高的编辑也派不上用场，再高的印刷装帧质量也无济于事。高的编辑质量和高的印刷装帧质量只有在拥有高学术水平论文的前提下才能发挥其应有的作用。
科技期刊审读形式的探讨
审读的目的决定了我们应该探讨真正可以促进提高办刊水平的审读方式。笔者认为期刊审读应将日常审读与集中审读相结合，重点放在日常审读。集中审读由于时间有限，往往侧重于一些浅层次指标的评价，如编校质量、印刷装帧质量等，对于深层次的指标，如期刊所载论文的学术水平等则难以做出准确的评价。而专家在日常审读中有充足的时间对被审读期刊的各个方面有全面地认识，从而给出比较准确的审读结论。
以这次集中审读为例，审读指标为“量和单位；插图和表格；语言文字及校对；封面著录；版权标识项；目次项；摘要和关键词；参考文献；数字的使用；版式；印刷及装订质量；报送样刊情况”等12项，每项给一定的分值，12项总计100分。每种期刊均审读所提供的一本样刊第21页―第31页中的整篇文章。每位专家审读1项―2项，每种期刊12项的得分加起来即为其得分。与以前的审读方法（以前是每位专家看几种期刊的样刊，然后给其按项打分，各项得分总和即为该期刊的得分）相比，这次的审读办法看似更为公平，实际上也存在很多不公平因素。如有的被审读样刊的第21页―第31页恰遇数学类文章，那么，其在“量和单位、插图和表格、数字的使用、语言与文字校对”等几项可能都因缺项而得到满分，计算机类文章也类似，这几项都可以得到较高的分值甚至满分，但该刊没有被审读的其他文章可能在这几方面存在很大的问题。再如，有的被审读文章只引用了2个―3个参考文献，甚至有的还没有引用参考文献，参考文献少著录时出现疏漏的可能性就小，不引用就更不会出现问题，因此这项就可以得高分甚至满分，但该期刊没有被审读的其他文章可能在参考文献著录方面存在很大的问题；相反，有的期刊被审读文章引用了20多篇参考文献，这样在著录时存在几处不规范的地方是很有可能的，因此可能反而得分较低。
从这12项审核指标来看，没有反映期刊所载论文学术质量的指标，而学术水平是衡量学术类科技期刊办刊水平的重要标志。事实上，即使有这样的指标，仅根据一本样刊中的两三篇论文也很难正确评价一种期刊学术水平的高低。
这种仓促的集中审读往往只注重对几项浅层次指标的评审。而且即使是对这些浅层次指标的评审，审读结果也存在很大的偶然性，不能完全反映一种期刊这些指标的“总体水平”。因此，笔者主张期刊审读应将日常审读与集中审读相结合，重点放在日常审读。
笔者建议，日常审读采取一个专家在一个聘任期（一般为4年）内审读固定的几种期刊。被审读的期刊每期都应给自己期刊的审读专家寄送样刊，专家应将审读这些样刊作为自己日常工作的一部分（当然应有一定的劳动报酬），并定期或不定期地给编辑部反馈建议，甚至在恰当的时间还可以与编辑部负责人或编辑部全体人员面对面交流，提出期刊存在的问题和改进措施。这样，每位专家对自己在一个聘任期内所审读的几种期刊的长处、进步以及有待提高的地方都十分了解，在聘任期满时对所审读期刊一一做出评价。这不但对编辑部今后的工作具有指导价值，而且有利于下届接任该期刊的审读专家了解期刊的全面情况。
集中审读可以每年年终进行一次，专家们可以针对日常审读的结果进行交流、讨论，对于一些共同存在的问题探讨改进措施，专家也可以针对自己所审读期刊存在的个别问题征询其他专家的建议。
科技期刊审读结果的运用
根据期刊审读的目的，审读的结果理所当然的是用于指导办刊方向、提高办刊质量。在这里笔者主要想说明的是，切忌直接将审读结果，特别是在短时间内根据一本样刊中的两三篇论文的编校质量等一些浅层次指标得出的审读结果作为期刊评奖的依据。期刊审读结果可以作为评奖的参考，但不能作为唯一依据。至于期刊评奖的依据，可另文探讨。
第8篇：水印技术论文范文
【关键词】 数字水印Contourlet 变换扩频技术鲁棒性
多尺度几何分析是近年来发展的图像表示法，相比而言，拥有更优的图像表示能力，在不同学科中得到广泛关注。
多尺度几何分析方法包括Bandlet变换、Ridgelet变换、Curvelet变换及Contourlet变换等，它们均具有较好的方向敏感性和各向异性，相比小波变换，均能较好地表现边缘特征。其中， Do和Vetterli提出的Contourlet变换效果最佳，相比Curvelet变换，虽然表示图像方法类似，但所使用的技术却完全不同，Contourlet变换具有更好的非线性逼近能力和更少的冗余度。
1 扩频技术原理
其中，为信道容量，为信号带宽，为信号功率，为噪声功率。香农公式指出了信道理论上的极限传输量，并给出了信道容量与信道带宽及信噪比之间的关系。信道容量存在一个极限容量，不可能是无限大的。当信道容量确定时，为保证信号在干扰环境中的传输质量，可通过使用小信噪比高带宽的信号进行传输。因此，扩频信号具有较强的抗干扰能力。
2 双伪随机序列扩频过程
依据香农定理，在噪声干扰下的有限信道通信时，具有白噪声统计特性的信号为最佳信号。因此，水印信息经预处理后，应尽量使其具有白噪声的特性。算法采用PN码对原始信号进行直接序列扩频，图1为扩频调制流程图。
3 水印预处理
算法中，水印信息预处理使用m序列加密与扩频技术相结合的方法。通过对水印信息进行m序列加密，在去除数据相关性的基础上，进行扩频调制。仿真实验表明，该方法可使算法取得较好的鲁棒性。
水印信息记为。先对进行两次m序列加密，而后进行扩频调制，得到加密水印信息。具体加密过程如下：
（1）对进行m序列加密运算，得到一次加密信号。记录中第一个点映射到中的坐标，作为密钥保存。
（2）重复（1）过程，对再次做m序列加密运算，得到二次加密信号，记录中第一个点映射到中的坐标，作为密钥保存。
（3）将二维矩阵重新排列成为只含0，1的一维序列，记为。
（4）根据密钥生成两个不相关的PN序列，，并对进行扩频调制，得到最终加密的扩频水印。
4 数字水印的嵌入和提取
图2为水印嵌入流程图。载体图像记为，水印信息嵌入于经四级 Contourlet变换后的低频子带。具体嵌入步骤如下：（1）对进行四级Contourlet变换，得到一个逼近子图和一个细节子图，它们具有不同方向和不同分辨率。（2）使Contourlet变换后的频率大于或等于水印图像的大小，在水印嵌入后可提高鲁棒性。（3）根据式在低频子带嵌入水印信息。（4）水印信息嵌入后，对Contourlet变换系数重组，完成图像的重构，得到含水印图像。
水印的提取过程如下：（1）对含水印图像进行四级Contourlet变换。（3）从低频子带中提取水印，得到扩频水印序列。（4）根据密钥对解扩，得到。（5）重新排列，使之成为二维图像信号，得到（6）对做两次m序列逆变换，密钥为，，获得提取的水印信息。
5 实验结果讨论和分析
算法性能实验在MATLAB2008a中进行，载体图像使用大小为的lena灰度图像，水印图像使用大小为的二值“数字水印”图像。使用归一化相关系数（Normalized Correction）评价算法性能，如式3所示。攻击实验包括压缩攻击、噪声攻击、剪裁攻击、滤波攻击。图3为各种攻击下的含水印图像及提取水印。实验结果表明，含水印图像经攻击后所提取的水印信息仍较清晰，人眼可分辨。
6 结语
本算法基于Contourlet变换表示图像的优越性，通过对水印信息进行m序列加密及扩频调制，完成了水印预处理；选取适当的水印嵌入强度因子，将加密后的水印图像有选择地嵌入到低频子带系数上，同时保证了水印的鲁棒性和不可感知性；仿真实验也表明算法具有较好的安全性和鲁棒性。
数字水印技术为数字产品的版权保护和信息隐藏提供了新的发展方向，具有较好的应用前景和商业价值。但数字水印技术的各个标准和协议还不够完善，需要人们不断的研究探索。
参考文献：
[1]金聪.数字水印理论与技术[M].北京：清华大学出版社，2008，8：8-9.
[2]Al-Gindy， Ahmed N，Ahmad，Hussain A，et a1.A new blind image watermarking of handwritten signatures using low-frequency band DCT coefficients[C].Proceedings 2007 IEEE International Conference on Signal Processing and Communications， November 2007：1367-1370.
第9篇：水印技术论文范文
关键词:数字水印;离散余弦变换;信息隐藏;数字地图;MATLAB
中图分类号:TP317文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)13-3456-05
Study and Application of Watermarking Algorithm of Digital Map
LI Xiao-feng
(School of Software Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China)
Abstract: With the development of computer networks and the communication technology, digital work may be obtained easily, at the same time care is taken to protect copyright of these work and prevent the pirate. So, digital watermark technique is brought forward to protect the legitimate right of owner of work. On the base of research and discussion of digital watermarking algorithms, designs and realizes digital watermark algorithm in DCT transform domain, and the robustness is also tested. Firstly, the background of data-hiding research is surveyed. Then we introduce the conceptions, characteristics and the general model of information hiding, together with the data hiding methods based on the spectral analysis. And finally, pay attention to the Digital Watermarking approach based on DCT. And realize this algorithm with MATLAB. The experiment result shows that, the algorithm has a good robustness to resist the attacks.
Key words: digital watermarking; discrete cosine transform; information hiding; digital map; MATLAB
数字水印(Digital Watermarking)技术自1993年被提出以来,由于其在信息安全和经济上的重要地位,发展非常迅速。尽管只有十余年的时间,但是由于它是应用于数字图像的隐藏技术,为版权保护和内容完整性认证、来源认证、篡改认证、网上发行、用户跟踪等提供了一个新的解决方案,因此在数字图像的版权保护、隐蔽标识、篡改提示、隐蔽通信和防伪等方面都有着十分广阔的应用前景。
从研究意义来看,一方面数字水印理论将促进多媒体图形图像技术、网络技术、通信技术、信号处理技术等学科的有机结合,促进多媒体网络的进一步繁荣;另一方面,它将有助于多媒体信息版权保护及其版权冲突问题的解决。同时,它将促进隐蔽通信技术,信息安全技术的提高。
从目前的数字水印技术的发展来看,其应用前景和应用领域是巨大的。总的来说,数字水印的主要应用领域基本上可以分为下面的几个方面:商务交易中的票据防伪、电子商务发展、数字数据的隐藏标识和篡改保护、 数据的完整性保护和使用控制。
1 数字地图水印技术概况
数字地图这一人工制图的产物作为一种特殊的图像数字具有着很好的可读性和可量测性,是一类具有自身特点的图像。数字化后的地图数据的存储形式一般有两种:栅格数据和矢量数据。本文主要针对栅格地形图数据特征提出了一种科学的水印算法。以保证能够在图像失真尽可能小的情况下,嵌入尽可能好的水印信息并较好的发挥出其在版权保护、图像认证、真实性判断方面的优势。
1.1 信息隐藏技术简介
数字水印技术其实是信息隐藏(Information Hiding)技术的一个应用分支。准确的说,图像数字水印技术实质上是一种用于图像处理中的信息隐藏技术,它是基于保护版权标志(Copyright Marking)的。信息隐藏技术是研究如何将某一信息隐藏于另一公开的信息中,然后通过公开信息的传输来传递隐藏的信息。由于含有隐藏信息的媒体是公开的,而可能的检测者难以从公开信息中判断隐藏信息是否存在,更加难以截获隐藏信息,从而达到保证信息的安全的目的,因此信息隐藏技术能够很好的保证机密信息的安全。
图1是一个信息隐藏的通用模型。我们称待隐藏的信息为秘密数据,它可以是版权信息或是秘密信息,也可以是一个序列号;而公开信息则成为原始载体数据,如图像、视频、文本或音频信号等。这种信息的隐藏一般由密钥来控制,即通过嵌入系统将秘密信息隐藏于公开信息中,而隐藏载体(隐藏有秘密信息的公开信息)则通过信道传递,然后提取系统利用密钥从掩蔽载体中恢复或检测秘密数据。
1.2 数字水印的基本要求
具有实际应用价值的数字图像水印技术必须满足以下几项要求。
1) 不可见性和不可检测性
为了保证作为宿主的原始图像的视觉质量,水印的加入对图像的视觉效果产生的变化必须难以察觉,而且用一般的统计方法也难以检测。
2) 鲁棒性
加载的数字水印必须能够抵抗常见的数字信号处理操作和恶意的攻击。
3) 能够证明被加载图像的版权归属
当某幅加载了数字水印的图像出现版权纠纷时,加载了数字水印的图像可由仲裁机关根据版权纠纷双方都能接受的方法判断其真正的版权所有者。
1.3 数字水印算法的基本思路
数字水印算法的实现根据水印的加载域可以分为两类:空间域和变换域(典型的DCT)。目前变换域算法是数字水印算法的主流。变换域算法的长处在于绝大多数信号处理操作都可以在变换域中得到很好的解释,而且很多好的视觉模型都是在变换域中建立的;在变换域中加载数字水印能方便地分析水印的鲁棒性和抗攻击、抗各种信号处理和有损压缩的能力。
数字水印系统一般由两部分组成:水印嵌入系统(也称为水印编码系统)和水印恢复系统(也称为水印提取或解码系统)。水印嵌入及提取的一般过程如图2所示。
变换域中水印的加载算法可以归纳如下:
以P代表未加载水印的原始图像,W代表加载的水印。将P变换到变换域中,得到变换域中图像P'。确定变换域中加载水印的位置,以一定算法加载水印W。加载了水印W后的变换域中的图像设为P"。反变换回空间域,便得到加载了水印后的空间域中的图像T。
相应的水印检测提取算法如下:
设T为待检测的图像,按照同样的方法将其变换到变换域。由加载位置得到可能加载了水印的分量序列。利用一定的检测算法来判断其中是否含有水印,如果含有,则判断其中水印的具体信息。下面将采用DCT域算法的水印提取算法与嵌入算法非常相似,并且不需要原始的图像。这也是DCT域算法比较流行的一个主要原因。
2 基于离散余弦变换(DCT)的数字水印技术
2.1 离散余弦变换(DCT)的定义
离散余弦变换(Discrete Cosine Transform)简称DCT,属于正交变换图像编码方法中的一种。正交变换图像编码始于1968年。任何连续的实对称函数的傅立叶变换中只含有余弦项,因此余弦变换与傅立叶变换一样有明确的物理意义,DCT变换避免了傅立叶变换中的复数运算,它是基于实数的正交变换。综合各种因素,DCT常常被认为是对语音和图像信号的准最佳变换,在数字图像处理中使用的是二维DCT。
一维离散余弦变换(DCT)及其反变换(IDCT)公式如下:
其中幅度系数函数a(u)的数学定义式为:
二维离散余弦变换及其反变换(IDCT)按下式定义:
(1)
式中,f(x,y)表示在空间域中坐标为(x,y)点的值,C(u,v)表示空间域中的值经过变换后所得到的在频率域中坐标为(u,v)点的系数。
由于上述公式(1)可具有可分离的形式,所以对任意图像进行DCT,均可先对图像信号的行进行一维DCT变换,然后对列进行一维DCT变换。
DCT是将整体图像分成N*N(下面选择8*8)像素块,然后对N*N像素块逐一进行DCT变换。由于大所数图像的高频分量较小,相对于图像高频分量的系数经常为零,加上人眼对高频成分的失真不太敏感,所以可用更粗的量化。因此,传送变换系数的数码率要大大小于传送图像像素所用的数码率。到达接收端后通过反离散余弦变换回到样值,虽然会有一定的失真,但人眼是可以接受的。
DCT数字水印算法的实现基本上分为两部分:水印的嵌入、水印的提取。
2.2 水印嵌入算法的介绍
1) 对原始图像进行DCT变换。
2) 水印信号的产生。
Cox等指出由高斯随机序列构成的水印信号具有良好的鲁棒性,在许多文献中也是将高斯随机序列作为水印信号,所以本论文所采用该算法所采用的水印信号W为服从正态分布N(0,1),长度为n的实数随机序列。即:
W={Xi,0≤i≤n}
3) 水印的嵌入。
选择将水印信号放在宿主信号的哪些位置,才能够保证其具有更好的鲁棒性,Cox等认为图像水印应放在视觉上最重要的分量上。由于视觉上重要的分量是图像信号的主要成分,图像信号的大部分能量集中在这些分量上,在图像有一定失真的情况下,仍能保留其主要成分,即视觉上重要的分量抗干扰的能力较强,因此将水印嵌入在这些分量上,可获得较好的鲁棒性。当水印信号相对宿主信号较小时,还可以保持不可见性。因此本算法将服从N(0,1)分布的随机序列构成的水印序列放在图像DCT的重要系数的幅度中,增强水印的鲁棒性。我们通常选取幅值较大的n个系数作为重要分量。其嵌入公式为:v'=v(1+axk)
4) 进行二维离散余弦反变换,得到嵌入水印后的图像。
2.3 水印提取算法的介绍
对原始图像和嵌入水印的图像分别进行离散余弦变换。利用xk=(v'/v-1)/a提取水印。
4 MATLAB在数字地图水印技术实现中的应用
MATLAB是当前在国内外十分流行的工程设计和系统仿真软件包,它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体,构成了一个方便的、界面友好的用户环境。目前MATLAB已经推出了7.x版本。
3.1 MATLAB研究数字水印的优点
1) 集成了DCT变换域函数,使源程序简洁明了、易实现。
2) 强大的数学运算功能。能够方便、高效地实现图像、音频、视频中的大量矩阵运算。
3) MATLAB与目前流行的编程工具Visual C++有着良好的接口。使得数字水印投入应用非常的简便。
3.2 DCT域数字水印算法的MATLAB的实现
下面以一个在基于变换域离散余弦变换(DCT)嵌入和提取黑白图像水印的程序为例,来演示水印嵌入、提取过程。下面给出使用 MATLAB 7.x 实现数字水印的实现过程和主要的程序源代码。
1) 读取原始公开图像和黑白水印图像到二维数组I和J;
2) 将原始公开图像I分割为互不覆盖的图像块block(x,y)1≤x,y≤8,l=1,2…M*M/64对block i(x,y)进行DCT变换,得到dct_ block i(u,v);
3) 取黑白水印图像中的一个元素J(p,q),嵌入原始公开图像块的低频系数中;
4) 对嵌入水印信息后图像块dct_ block i(u',v')进行反DCT变换;便可以得到dct_ block i(x',y');
5) 合并图像块,得到嵌入黑白水印后的图像;
6) 对嵌入水印后的图像进行JPEG压缩(一种水印攻击);
7) 而后从压缩的图像(即被攻击后的图像)中提取水印。
3.3 水印的嵌入及提取代码
程序说明:图3中1为原始地图图片(4000*4000大小),2为黑白水印图像,3为嵌入水印后的图像,4是从未经过压缩的图像(未经过水印攻击)中提取的水印。
%原图像长度
M = 4000;
%水印图像长度
N=32;
K=125;
I=zeros(M,M);
J=zeros(N,N);
BLOCK=zeros(K,K);
%显示原图像
subplot(3,2,1);
I=imread('D:\src.bmp','bmp');
imshow(I);
title('原始公开图像 1');
%显示水印图像
subplot(3,2,2);
J=imread('D:\mark1.bmp','bmp');
imshow(J);
title('水印图像 2');
%嵌入水印
for p=1:N
for q=1:N
x=(p-1)*K+1;
y=(q-1)*K+1;
BLOCK=I(x:x+K-1,y:y+K-1);
BLOCK=dct2(BLOCK);
if J(p,q)==0
a=-1;
else
a=1;
end
BLOCK=BLOCK*(1+a*0.03);
BLOCK=idct2(BLOCK);
I(x:x+K-1,y:y+K-1)=BLOCK;
end
end
%显示嵌入水印后的图像
subplot(3,2,3);
imshow(I);
title('嵌入水印后的图像 3');
imwrite(I,'d:\watermarked.bmp','bmp');
%从嵌入水印的图像中直接提取水印
I=imread('D:\src.bmp','bmp');
J=imread('d:\watermarked.bmp','bmp');
for p=1:N
for q=1:N
x=(p-1)*K+1;
y=(q-1)*K+1;
BLOCK1=I(x:x+K-1,y:y+K-1);
BLOCK2=J(x:x+K-1,y:y+K-1);
BLOCK1=dct2(BLOCK1);
BLOCK2=dct2(BLOCK2);
a=BLOCK2(1,1)/BLOCK1(1,1)-1;
if a
W(p,q)=0;
else
W(p,q)=1;
end
end
end
%显示直接提取的水印
subplot(3,2,4);
imshow(W);
title('从含水印图像中提取的水印 4');
下面是一个水印攻击与水印提取的程序实例,水印提取算法与水印嵌入算法类似,不再赘述。程序说明:首先对嵌入水印后的图像图3中的3进行JPEG压缩(一种水印攻击),而后从压缩的图像中提取水印(上图3中的6),从图中可以看到DCT域的水印算法抵抗JPEG压缩攻击效果的比较明显的。代码如下:
%对嵌入水印后的图像进行水印攻击之后提取水印
M=4000;
N=32;
K=125;
I=zeros(M,M);
J=zeros(N,N);
BLOCK1=zeros(K,K);
BLOCK2=zeros(K,K);
%对嵌入水印后的图像进行JPEG压缩(一种水印攻击)
L=imread('d:\watermarked.bmp','bmp');
imwrite(L,'attack.bmp','jpeg','Quality',45);
J=imread('attack.bmp','jpeg');
subplot(3,2,5);
imshow(J);
title('压缩后的图像 5');
I=imread('D:\src.bmp','bmp');
%从压缩的图像中提取水印
for p=1:N
for q=1:N
x=(p-1)*K+1;
y=(q-1)*K+1;
BLOCK1=I(x:x+K-1,y:y+K-1);
BLOCK2=J(x:x+K-1,y:y+K-1);
BLOCK1=dct2(BLOCK1);
BLOCK2=dct2(BLOCK2);
a=BLOCK2(1,1)/BLOCK1(1,1)-1;
if a
W(p,q)=0;
else
W(p,q)=1;
end
end
end
%显示水印攻击后提取的水印
subplot(3,2,6);
imshow(W);
title('从经过压缩的图像中提取的水印 6');
从图像2和图像3可以明显看出:嵌入水印信息后,原图像与嵌入水印信息后的图像在嵌入水印前后视觉效果改变不大,不影响图像的正常使用。从图4中可明显看出:嵌入水印后的图像经过参数“Quality”为“45”的JPEG压缩(一种水印攻击)后,还能从中提取出水印信息,可见,这种嵌入算法和提取算法可行,而且检测和抽取易于实现。从实验中可以看出这种算法的抗攻击性----鲁棒性较好。
参考文献:
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