【畢業(yè)論文】數(shù)字圖像水印置亂算法研究 開題報告

本科生畢業(yè)設(shè)計開題報告題目數(shù)字圖像水印置亂算法研究姓名張英學(xué)號20110311116指導(dǎo)教師李霞班級信工111所在院系職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告表課題名稱數(shù)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(shè)計類指導(dǎo)教師李霞學(xué)生姓名張英學(xué)號20110311116專業(yè)電子信息工程課題的意義以及國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r一課題的意義隨著計算機(jī)的不斷普及以及網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，保護(hù)數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)所有者的合法權(quán)益的問題變的越來越重要。數(shù)字水印技術(shù)為其提供了一個很好的解決方法。在數(shù)字圖像水印技術(shù)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(hù)水印圖像信息。置亂技術(shù)是利用數(shù)字圖像具有的數(shù)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(dá)到無法辨認(rèn)出原來的圖像的目的。二國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r1954年，EMILHEMBROOKE發(fā)明了一個專利“IDENTIFICATIONOFSOUNDANDLINDSIGNALS”，為了實現(xiàn)對一段音樂的版權(quán)保護(hù)，他將一種特制的標(biāo)識碼嵌入其中并且獲得成功，這也是已知的最早的應(yīng)用數(shù)字水印技術(shù)進(jìn)行版權(quán)保護(hù)的實例。但那時還沒有人真正的意識到這項技術(shù)在版權(quán)保護(hù)應(yīng)用上的重要性，此技術(shù)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(quán)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(shù)字水印才逐漸被公眾認(rèn)識。1996年5月在英國劍橋大學(xué)牛頓研究所召開了第一屆國際信息隱藏學(xué)術(shù)研討會（FIRSTINFORMATIONHIDINGWORKSHOP），這標(biāo)志著數(shù)字水印技術(shù)開始受到了全世界的公認(rèn)和關(guān)注。從此之后，數(shù)字水印無論在理論技術(shù)層面還是在應(yīng)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(lǐng)域中，CIHW是最具代表性的信息隱藏和數(shù)字水印技術(shù)的學(xué)術(shù)交流活動，至今這項研討活動已經(jīng)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(shù)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(nèi)在信息安全技術(shù)研究領(lǐng)域的水平與世界相當(dāng)，應(yīng)用技術(shù)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(shù)有限公司、上海阿須數(shù)碼技術(shù)有限公司、北京宇飛數(shù)字水印等推出了個性化的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)字水印商業(yè)產(chǎn)品。綜上所述，不管是國內(nèi)還是國外，數(shù)字水印技術(shù)作為一門涉及信號處理、密碼學(xué)、信息論、生理學(xué)甚至心理學(xué)等多個專業(yè)的新型學(xué)科，還處于發(fā)展的起步階段，大多數(shù)新型水印算法設(shè)計也都是在原有經(jīng)典算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)與完善，而在數(shù)字水印容量分析方面并沒有取得實質(zhì)性的成果。因此，廣大從事數(shù)字水印研究的科學(xué)工作者應(yīng)該集中精力去尋求理論突破，這樣我國的數(shù)字水印技術(shù)研究才能有長足的發(fā)展。本課題的研究內(nèi)容、方法、手段及預(yù)期成果研究內(nèi)容置亂技術(shù)將原來有一定意義的圖像數(shù)據(jù),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(dá)到無法辨認(rèn)出原圖像的目的。通過置亂技術(shù)的應(yīng)用,即使某些非法獲取圖像者能恢復(fù)出隱藏信號,如果不知道怎么恢復(fù)出置亂圖象,仍然無法看到原始圖象,這樣就增強(qiáng)了被隱藏信號的保密性關(guān)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(zhì)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(rèn)的圖像。對WOMAN進(jìn)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(guān)系降低圖像相關(guān)性，從而達(dá)到保密圖像為目的的圖像加密方法。將數(shù)字化圖像看成是一個函數(shù)在離散網(wǎng)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(yīng)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(jù)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(yīng)，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(biāo)到2維坐標(biāo)之間的線性變換，仿射變換具有平行線轉(zhuǎn)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(zhì)，可以將圖像像素映射為另一個不同的坐標(biāo)，在滿足某此性質(zhì)的情況下，又可以對原始圖像進(jìn)行恢復(fù)，利用這種性質(zhì)，可以對圖像進(jìn)行置亂。預(yù)期結(jié)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(jìn)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(wù)完成的階段安排及時間安排13周畢業(yè)實習(xí)，收集所需的設(shè)計資料和文獻(xiàn)。4周完成開題報告和開題答辯。56周基本編程設(shè)計思路擬定。78周編寫算法。910周仿真驗證。1112周編寫設(shè)計說明書、打印圖紙。13周準(zhǔn)備答辯。參考文獻(xiàn)1劉芳賈成馮雁圖像置亂在數(shù)字水印中的應(yīng)用研究期刊論文通信技術(shù)2008022朱香衛(wèi)肖亮吳慧中基于變換域數(shù)字圖像水印技術(shù)的研究期刊論文通信技術(shù)2008123鄭杰輝基于ARNOLD置亂自適應(yīng)圖像數(shù)字水印算法2010104楊娟，等基于二代小波和圖像置亂的數(shù)字圖像盲水印算法J計算機(jī)應(yīng)用，2007，27（2）2952985朱桂斌數(shù)字圖像信息隱藏的理論與算法研究D重慶重慶大學(xué)，2004注1、課題來源分為科研課題；教學(xué)及實驗室建設(shè)課題；生產(chǎn)實際；教師擬定；課題類型分為工