中国计量学院现代科技学院本科毕业设计（论文）数字水印算法的实现与改进Digital Watermarking Algorithm andImprovement学生专业计算机科学与技术班级计算机系信息工程指导教师中国计量学院现代科技学院郑重声明本人呈交的毕业设计论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。
尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。
对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。
本学位论文的知识产权归属于培养单位。
学生签名：日期：分类号：TP391 密级：公开UDC：004 学校代码：10356中国计量学院现代科技学院本科毕业设计（论文）数字水印算法的实现与改进Digital Watermarking Algorithm andImprovement作者学号申请学位工学学士指导教师范延军学科专业计算机科学与技术培养单位中国计量学院现代科技学院答辩委员会主席评阅人2010 年5月致谢此论文即将完成之际，我想首先感谢我的导师范延军老师。
范老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。
在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚谢意！同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。
最后再一次感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友和同学，以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。
数字水印的实现与改进摘要：随着计算机及网络技术的飞速发展，数字作品传播和拷贝变得越来越方便，同时使得数字作品的信息安全保护和版权保护也成为迫切需要解决的实际问题。
数字水印是近年来在信息安全领域兴起的保护知识产权的新方法。
它通过在原始数据中嵌入一些重要信息为受到版权保护的媒体数据的完整性和所有权归属提供完全和可靠的证据，以此达到防止数字产品的盗版和篡改目的。
本文提出了一种基于傅立叶域的有意义水印算法,主要做了如下工作：(1)为了提高水印的安全性，在嵌入水印之前首先对水印信息利用Arnold变换进行置乱。
(2)为了提高传统相关性检测方法的准确率，嵌入水印时采用嵌入两个不相关伪随机序列的方法，大大提高了检测的准确率。
(3)低频部分集中图像的大部分能量，修改这里容易引起失真，所以本文采用修改中高频部分的方法进行嵌入。
(4)本文水印的检测方法为半盲检测，只需要原始水印的部分信息的参与，所以具有重要的现实意义。
关键词：数字水印；傅立叶变换；图像处理；信息安全中图分类号：TP391Digital Watermarking Algorithm and Improvement Abstract:With the computer and the rapid development of network technology, communications and copies of digital works has become more convenient, but also makes digital works of information security and copyright protection is also an urgent need to address practical problems. Digital watermarking is the rise in recent years in the field of information security and protection of intellectual property rights of the new method. It is embedded in the original data by a number of important information is protected by copyright, data integrity and ownership of media ownership to provide complete and reliable evidence, in order to prevent digital piracy and tampering with the purpose products.This paper presents a meaningful based on Fourier domain watermarking algorithm, mainly to do the following work:(1) In order to improve the security of watermark, the watermark embedded watermark information first before using Arnold transform scrambling.(2) In order to improve the relevance of traditional detection accuracy, the embedded watermark embedded in the two are related by pseudo-random sequences can significantly improve the detection accuracy.(3) low-frequency part of the image of the most concentrated energy, modified here easily lead to distortion, so this paper changes in the method of high frequency components embedded.(4) This watermark detection method for the semi-blind detection, only part of the original watermark information, participation, and therefore have important practical significance. Keywords:Digital watermarking；Fourier transform；Image processing；Information securityClassification: TP391目次摘要 (Ⅰ)目次 (Ⅲ)1绪论 (5)1.1 论文的背景、目的和意义 (5)1.2 国内外数字水印研究现状 (6)1.2.1 对空间域水印技术的研究 (7)1.2.2 对变换域水印技术的研究 (8)2数字水印技术概述 (10)2.1 数字水印定义及基本特点 (10)2.2 数字水印的基本理论框架 (10)2.2.1 数字水印嵌入的理论框架 (11)2.2.2 数字水印提取的理论框架 (11)2.3 数字水印的分类 (12)2.3.1 按照水印嵌入的位置 (12)2.3.2 按照水印检测的方式 (13)2.3.3 按照所选水印的形式 (13)2.3.4 按照水印的抗攻击能力 (13)2.3.5 按照水印的用途 (14)2.4 数字水印的攻击与评价标准 (14)2.4.1 数字水印的攻击 (14)2.4.2 数字水印的评价标准 (17)2.5 数字水印典型算法 (17)2.5.1 空间域数字水印 (17)2.5.2 变换域数字水印 (19)3傅立叶域水印理论基础 (23)3.1 傅立叶变换简述 (23)3.1.1 一维离散傅立叶变换DFT(Discrete Fourier Transform) (23)3.1.2 快速傅立叶变换FFT(Fast Fourier Transform) (24)3.1.3 二维离散傅立叶变换 (25)3.2 傅立叶变换性质 (26)3.2.1 空间域平移性 (26)3.2.2 旋转不变性 (26)3.2.3 比例缩放性 (27)4基于傅立叶域相关性检测的半盲水印 (28)4.1 引言 (28)4.2 基于Arnold变换的图像置乱算法 (28)4.3 水印算法 (29)4.3.1 算法原理 (29)4.3.2 算法的matlab实现步骤 (32)4.4 算法的matlab实现 (33)4.4.1 水印嵌入源码 (33)4.4.2 水印提取源码 (33)4.4.3 PSNR(峰值信噪比)函数 (33)4.4.4 NC(归一化相关系数)函数 (33)4.5 试验结果及分析 (33)5总结与展望 (37)参考文献 (39)作者简历 (41)学位论文数据集 (1)1绪论1.1论文的背景、目的和意义随着社会信息化的发展，信息在社会中的地位和作用越来越重要。
信息媒体的数字化为信息的存取提供了极大的便利性，同时也显著提高了信息表达的效率和准确性。
特别是随着计算机网络通讯技术的发展，数据的交换和传输变成了一个相对简单的过程，人们借助于计算机、数字扫描仪、打印机等电子设备可以方便、迅速地将数字信息传输到所期望的地方。
随之而来的副作用是这些数字形式的数据文件或作品使有恶意的个人和团体有可能在没有得到作品所有者的许可下拷贝和传播有版权的内容，例如，现代盗版者仅需轻点几下鼠标就可以获得与原版一样的复制品，并以此获取暴利；而一些具有特殊意义的信息，如涉及司法诉讼、政府机要等信息，则会遭到恶意攻击和篡改伪造等等。
这一系列数字化技术本身的可复制和广泛传播的特性所带来的负面效应，已成为信息产业健康持续发展的一大障碍，目前，数字媒体的信息安全、知识产权保护和认证问题变得日益突出，且已成为数字世界中一个非常重要和紧迫的议题。
传统的加密系统[1]在数据传输过程中虽有保护作用，但数据一旦被接收并解密，其保护作用也随之消失。
因此只能满足有限的要求。
作为传统加密算法的有效补充手段，近年来数字水印技术在数字多媒体保护方面引起了人们的高度重视，并逐渐成为了多媒体处理领域的一大研究热点。
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