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摘 要

多媒体存储和传输技术的进步为信息的存取提供了极大的便利性,同时,随着计算机通信技术的迅速发展, 传播数字多媒体信息也越来越方便快捷。但却有一个显眼的坏处:多媒体数据的非法传播和拷贝非常容易,而且质量也不易受损害。所以，对于多媒体作品的创作者、发行人和版权所有者来说,知识产权保护已成为一项最为紧急的任务。起源于信息隐藏技术的数字水印技术,为实现有效的知识产权保护提供了一条崭新的思路,近年来已成为信息安全研究领域的一个热点问题。随着社会的发展,对水印的要求越来越高,利用小波变换嵌入水印的算法明显得到大家的认可。本文通过对数字水印的原理和算法的分析，了解信息隐藏的实现手段和效果。在信息载入和提取的过程中，利用水印良好的鲁棒性和不可感知性，用于对图像的处理，通过实验与测试证实数字水印可以达到理想的效果，并且运用恰当的算法可以更加简化操作的复杂性。此外，数字水印还可以应用于声音、视频等关键领域。数字水印的技术手段的更加完善会给其带来更加广阔的前景。

关键词：数字水印，小波变换，版权保护，信息隐藏和检测

Digital watermark detection based on wavelet transform

Abstract

Advances in multimedia storage and transmission technology to access information to provide a great convenience, but, with the rapid development of computer communication technology, digital multimedia information dissemination has become increasingly convenient. But there is a conspicuous disadvantage : Illegal distribution of multimedia data and is very easy to copy, and the quality is not vulnerable. Therefore, the creators of multimedia works, the issuer and the copyright owner, the intellectual property protection has become one of the most urgent task。 Digital watermarking technology originated in the information hiding technique for the realization of effective intellectual property protection provides a new way of thinking in recent years has become a hot issue of information security research. With the development of society, the increasingly high demand for the watermark, the wavelet transform algorithm embedded watermark obviously get everyone's approval. Based on the theory and analysis of digital watermarking algorithm for information hiding and means of achieving results. Information loading and extraction process, using good watermark robustness and imperceptibility, for image processing, through experiments and tests have confirmed the digital watermark can achieve the desired results, and the use of appropriate algorithms can be more simplified the complexity of the operation. In addition, the digital watermark can be applied to critical areas of voice, video and so on. More perfect digital watermarking technology will give it brings a broader prospect.

KeyWords: Digital Watermarking；Wavelet Transform；Copyright Protection Information hiding and detection

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章：绪论 1

1．1引言 1

1．2数字水印技术 1

1．3数字水印的研究意义 2

1．4数字水印的国内外研究现状 3

1．5本文的主要工作 4

第二章：数字水印技术理论概述 5

2．1数字水印的基本概念 5

2．2数字水印的基本特性 5

2．3数字水印技术的基本原理 6

2．4数字水印的技术分类 7

2．5数字水印技术的应用 9

第三章 小波变换概述 11

3．1小波变换的发展历程 11

3．2小波变换理论基础 11

3．3小波变换的应用 12

3．4小波变换的概念及小波变换 12

3．4．1小波变换的概念 12

3．4．2连续小波变换 13

3．4．3离散小波变换 13

第四章 Matlab技术介绍 15

4.1 MATLAB的应用 15

4.2 Matlab环境配置 15

4.3 MATLAB的特点 16

4.4 用MATLAB研究数字水印的优点 16

第五章 基于小波变换的数字水印的实现 18

5.1算法描述 18

5.1．1水印预处理（图像置乱） 18

5．1．2水印嵌入算法 19

5.1.3水印的检测算法 21

5.2实验仿真与结果分析 22

第六章 总结和展望 25

参考文献 26

致谢 28

附录 29

第一章：绪论

1．1引言

现如今，由于计算机网络与信息技术高速发展，人们的多数的创作成果都以数字信息的方式存储和传播。数字化的信息媒体为信息的存取提供了快速、高效和方便的途径，这样的话，一些试图获得非法利益的不法分子利用互联网的自由、免费、开发、高速、的特点，在版权人未知或没有同意的情况下，私下传播、印刷和篡改数字信息，从而获得巨大的非法利益。就是因为这些类似于图像、文本及视频等数字产品比较容易的非法拷贝和复制，使得数字化产业的发展处于极大的威胁之中。因此数字媒体内容的安全性问题成为一个急需解决的问题。正是在这种情况下，数字水印作为一项很有潜力的解决手段应运而出。数字水印技术是一种基于信息隐藏理论的技术，是目前被认为能有效地解决数字作品版权保护问题的主要使用手段。

1．2数字水印技术

数字水印(Digital watermarking)是信息隐藏学的一个重要分支，它使用信号处理的方法在多媒体数据中嵌入特制的隐蔽的标志性信息，嵌入这种标记不会对媒体的主观质量造成影响并且难以察觉，需要使用专门的检测仪器才可以提取，并且水印也拥有非常强的对抗非法破解的能力。当有版权纠纷时，可以通过相应的算法提取出已经嵌入产品中的水印信息，这样就可以验证数字产品的版权归属，就能保证产品拥有者的合法利益。数字水印技术是从信息隐藏技术发展而来的，所以数字水印技术除具备信息隐藏技术的一般特点外，还有着其固有的特点和研究方法。为了能够正确的、有效的进行版权保护，数字水印技术必须具有较强的鲁棒性、安全性和透明性。虽然数字水印技术并不能完全阻止盗版的发生，但它可以监视被保护对象的传播、真伪鉴别和非法拷贝，并且能够判别对象是否受到保护，为解决版权纠纷提供证据，这样既为保护知识产权起到重要的作用，也能间接的打击盗版者的非法行为。

不同于传统的数据加密，在数字媒体中嵌入数字水印的主要目的是鉴定版权的归属，而不是仅限于正常的存取。因此，数字水印技术也要防止正常使用对水印造成的损坏，即所需要隐秘的数据对正常的数据操作具有抵抗能力。这其中的关键是要使隐藏信息部分不易被正常的数据操作(如通常的信号变换操作或数据压缩)所破坏。并且要使攻击者在不对数据本身质量破坏的情况下下无法去掉数字水印。

1．3数字水印的研究意义

多媒体技术的飞速发展和因特网的普及给政治、经济、文化和军事等带来了一系列的问题，产生了许多新的研究热点。在这样的情况下，数字水印技术引起了众多专家学者和商业团体的广泛关注，成为国内外研究的热门课题之一。这些都是由于人们对版权保护日益增长的的关注。近年来，多媒体技术和Internet技术发展迅速，极大地改变了人们的日常生活方式。盗版者可以非常轻易盗版的创作者的材料，从而侵害了创作者的权益。因此多媒体数据的安全问题，成了一项重要而紧迫的研究课题。版权所有者急切的寻找能有效保护他们权利的技术。密码学也是保护数字内容最常见的方法。其一般方法是在发送受保护数字内容之前对数据加密，仅把密钥给予那些合法的用户。然后经过互联网分发，虽然盗版者可以获得加密后的文件，但没有正确密钥，该文件也是无用。遗憾的是，随着计算机处理能力的快速提高，这种方法也变得越来越不安全，由于密码学只能保护传输中的数据内容，而数据内容一旦被解密就不再有保护作用。因此，对密码学技术需要进行补充或是找到一种替代技术，使得能够在数据内容被解开后也能继续保护数据内容。

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