【畢業(yè)論文】數字圖像水印置亂算法研究 開題報告

本科生畢業(yè)設計開題報告題目數字圖像水印置亂算法研究姓名張英學號20110311116指導教師李霞班級信工111所在院系職業(yè)技術師范學院畢業(yè)設計（論文）開題報告表課題名稱數字圖像水印置亂算法研究課題來源教師擬定課題類型工程設計類指導教師李霞學生姓名張英學號20110311116專業(yè)電子信息工程課題的意義以及國內外發(fā)展狀況一課題的意義隨著計算機的不斷普及以及網絡多媒體技術的飛速發(fā)展，保護數字產品版權所有者的合法權益的問題變的越來越重要。數字水印技術為其提供了一個很好的解決方法。在數字圖像水印技術中，為了更好地隱藏水印圖像，引入了圖像置亂算法即將原始圖像位置錯亂，而像素值不做改變。理論上，水印圖像越混亂，越能更好地保護水印圖像信息。置亂技術是利用數字圖像具有的數字陣列的特點，擾亂圖像中像素的位置或顏色，使之成為一副雜亂無章的圖像，達到無法辨認出原來的圖像的目的。二國內外發(fā)展狀況1954年，EMILHEMBROOKE發(fā)明了一個專利“IDENTIFICATIONOFSOUNDANDLINDSIGNALS”，為了實現(xiàn)對一段音樂的版權保護，他將一種特制的標識碼嵌入其中并且獲得成功，這也是已知的最早的應用數字水印技術進行版權保護的實例。但那時還沒有人真正的意識到這項技術在版權保護應用上的重要性，此技術還處于萌芽階段，直到1990年TANAKA等人明確提出利用信息隱藏的方法來確定所有權的歸屬1993年TIRKEL在公開發(fā)表的文章中正式地提出DIGITALWATERMARKING的概念，從這以后數字水印才逐漸被公眾認識。1996年5月在英國劍橋大學牛頓研究所召開了第一屆國際信息隱藏學術研討會（FIRSTINFORMATIONHIDINGWORKSHOP），這標志著數字水印技術開始受到了全世界的公認和關注。從此之后，數字水印無論在理論技術層面還是在應用系統(tǒng)中都得到迅速的發(fā)展，并呈現(xiàn)出一派欣欣向榮的景象。在我國信息安全領域中，CIHW是最具代表性的信息隱藏和數字水印技術的學術交流活動，至今這項研討活動已經成功舉辦了十屆，它積極地推動著我國多媒體信息安全事業(yè)蓬勃發(fā)展，培養(yǎng)出一大批從事多媒體信息安全技術研究的人才，并創(chuàng)造了不少佳績。最新的研究成果表明國內在信息安全技術研究領域的水平與世界相當，應用技術方面的研究也有了較大的發(fā)展，一些高科技公司如上海青研信息技術有限公司、上海阿須數碼技術有限公司、北京宇飛數字水印等推出了個性化的具有自主知識產權的數字水印商業(yè)產品。綜上所述，不管是國內還是國外，數字水印技術作為一門涉及信號處理、密碼學、信息論、生理學甚至心理學等多個專業(yè)的新型學科，還處于發(fā)展的起步階段，大多數新型水印算法設計也都是在原有經典算法的基礎上進行改進與完善，而在數字水印容量分析方面并沒有取得實質性的成果。因此，廣大從事數字水印研究的科學工作者應該集中精力去尋求理論突破，這樣我國的數字水印技術研究才能有長足的發(fā)展。本課題的研究內容、方法、手段及預期成果研究內容置亂技術將原來有一定意義的圖像數據,通過一些變換,攪亂圖像中像素的位置或顏色,使之變成一幅“雜亂無章”的圖像,達到無法辨認出原圖像的目的。通過置亂技術的應用,即使某些非法獲取圖像者能恢復出隱藏信號,如果不知道怎么恢復出置亂圖象,仍然無法看到原始圖象,這樣就增強了被隱藏信號的保密性關于圖像的置亂算法已有很多，從大的方面分可分空域置亂（包括位置空間和顏色空間）頻率域置亂以及空頻域同時置亂。由于其置亂算法沒有本質的區(qū)別，這里主要從空間位置角度來研究圖像的置亂變換。方法及手段1所謂“置亂”，就是將圖像的信息次序打亂，將A像素移動到B像素的位置上，B像素移動到C像素的位置上使其變換成雜亂無章難以辨認的圖像。對WOMAN進行置亂，如圖置亂反置亂2方法1ARNOLD置亂是一種改變圖像像素的相互位置關系降低圖像相關性，從而達到保密圖像為目的的圖像加密方法。將數字化圖像看成是一個函數在離散網格點處的采樣值，就得到一個表示圖像的矩陣，矩陣中元素的值是對應點出的灰度值或RGB顏色分量值。ARNOLD變換公式為2幻方變換根據幻方矩陣A中的自然序號跟圖像中的像素點按照行列一一對應，通過將A中元素移動到序號為MODNN1的位置實現(xiàn)對圖像的置亂變換。3基于2維仿射變換的置亂方法2維仿射變換定義了一種2維坐標到2維坐標之間的線性變換，仿射變換具有平行線轉換成平行線和有限點映射到有限點的一般特性。利用2維仿射變換的性質，可以將圖像像素映射為另一個不同的坐標，在滿足某此性質的情況下，又可以對原始圖像進行恢復，利用這種性質，可以對圖像進行置亂。預期結果1實現(xiàn)圖像的置亂及反置亂，并利用MATLAB仿真軟件實現(xiàn)處理效果。2對置亂圖像進行幾何攻擊，從而測試置亂算法的抗攻擊能力。3按時完成畢業(yè)論文。任務完成的階段安排及時間安排13周畢業(yè)實習，收集所需的設計資料和文獻。4周完成開題報告和開題答辯。56周基本編程設計思路擬定。78周編寫算法。910周仿真驗證。1112周編寫設計說明書、打印圖紙。13周準備答辯。參考文獻1劉芳賈成馮雁圖像置亂在數字水印中的應用研究期刊論文通信技術2008022朱香衛(wèi)肖亮吳慧中基于變換域數字圖像水印技術的研究期刊論文通信技術2008123鄭杰輝基于ARNOLD置亂自適應圖像數字水印算法2010104楊娟，等基于二代小波和圖像置亂的數字圖像盲水印算法J計算機應用，2007，27（2）2952985朱桂斌數字圖像信息隱藏的理論與算法研究D重慶重慶大學，2004注1、課題來源分為科研課題；教學及實驗室建設課題；生產實際；教師擬定；課題類型分為工