1、本科毕业设计 (论文 )开题报告 电子信息 工程 结合 HVS 特性的图像水印研究 一、 课题研究意义及现状 近年来，随着 Internet 的迅速发展，数字多媒体信息传播也越来越方便快捷，其发布形式愈加丰富基本上是以电子印刷出版、网络视频和音频、电子商务等形式出现。网络发布的形式也逐渐成为一种重要的形式伴随着的是多媒体数据的版权保护问题，因此多媒体数据的版权保护问题成了一项紧迫的课题。为了解决这个问题，近几年国内外学术界提出了一种有效的数字信息产品版权保护的技术 数字水印技术，该研究为解决网络制造产品版权保护问题奠定了基础 ，为实现信息版权保护提供了一种重要的手段。 在全球领域，国际上有实力
2、的大公司也介入了数字水印技术的研究，如 IBM 公司的Waston 研究中心、微软公司的建桥学院、朗讯公司贝尔实验室、 Sony 公司等。一些知名的高校也积极的参与其中，如在美国以麻省理工学院媒体实验室为代表的一批研究机构和企业已经申请了数字水印方面的专利。 在国内，我们对数字水印技术的研究比起西方国际还是有很大的差距的。 1999 年 12 月在北京召开了第一届信息隐藏学术研讨会，促进了数字水印及其他信息隐藏技术的研究和应用。 2000 年 1 月，由国家“ 863”智能专家组和中科院自动化所模式识别国家重点实验室召开了数字水印学术研讨会。在 2003 年的科技型中小企业技术创新基金若干重点
3、项目指南中，明确指出了对于“数字产品产权保护”和“个性化产品防伪”等多项防盗版和防伪技术的重点支持。现在，已经有一大批具有实力的科研机构和高校也投入到这一领域研究中来了。 比较典型的算法有： Patchwork 算法、空域算法、变换域算法、 NEC 算法、生理模型算法和压缩域算法等。 本课题研究基于人类视觉系统（ HVS）的图像水印研究。大家都清楚地知道眼球、视觉及神经系统中构成了人类的视觉 系统，在很多领域，都需要根据人类的视觉成像原理来进行问题的具体分析。当分析大脑对图像的成像的感知过程时，可以知道人眼视觉对不同画面的灵敏性的不同，就决定了图像质量的变化对视觉影响的程度，而决定视觉灵敏性的
4、原因则有图像空间频率、背景亮度等。 HVS 人类视觉系统有 3 个主要特征： 1.人眼对不同灰度具有不同的敏感性，通常对中等灰度最为敏感，向低灰度和高灰度两个方向非线性下降； 2.对图像平滑区的噪声敏感； 3.边缘信息对于人眼非常重要，必须保证边缘的质量不受大的损害。由于在实际应用中，既要保证水印有足够的信息量来抵御各种 使用过程中受到的攻击和干扰，于是引入了阀值（ JND）的概念。根据人眼视觉系统的特性，当水印嵌入系统低于其掩蔽因子的门限值（ JND）时，就可以在达到隐蔽性的同时，实现水印嵌入容量的最大化。 二、课题研究的主要内容和预期目标 本课题研究结合 HVS 人类视觉特性的图像水印算法
5、。主要完成的是含有水印信息的图像在网络传播过程中在遭受到各种压缩、滤波、打印和扫描等各种有意无意攻击后还能提取出原始图像，解决了版权保护问题。 毕业设计的预期目标如下： 1、 嵌入的水印信息不可感知性好，跟原始图像视觉效果上没有明显区别； 2、 含有水印信息的图像在多媒体数据传输过程中有较强的抗攻击能力，并且几乎不或尽可能少的丢失信息量； 3、 经受各种攻击后的图像经水印提取能不失真的提取出来； 二、 课题研究的方法及措施 图 1：水印嵌入过程 嵌入水印算法：先将原始图像分成 8*8 个小块 X，并把每个小块 X 进行 DCT 变换后得到X ，再按 Z 字型扫描顺序选取 DCT 中频系数。按
6、),().(),( jiWjiXjiX w 修改相应位置的 DCT 系数值 wX ，将 wX 进行逆 DCT 变换得到含有水印图像。 原始图像 8*8 分块DCT 变换 Z字型扫描 嵌入水印算法 逆 DCT变换 水印序列 含有水印图像 原始图像 待检测图像 8*8 分块DCT 变换 8*8 分块DCT 变换 提取水印算法 提取的水印图像 图 2：水印的提取过程 提取水印算法：提取水印算法其实是嵌入水印算法的逆过程。将待检测的水印图像分成8*8 个小块，再把能每个小块进行 DCT 变换后，按照 ),(),(),( jiXjiXjiW w 改变相应位置的 DCT 系数值，得到原始图像。 四、课题研
7、究进度计划 毕业设计期限： 自 2011 年 9 月 1 日至 2012年 3月 1日。 2011 年 9月 20 日至 2011年 9月 27 日：深入研究课题，了解课题的具体任务，收集资料。 2011 年 9 月 28 日至 2011 年 10 月 15 日： 设计系统总体方案 ，完成文献综述、外文翻译。 2011 年 10 月 16 日至 2011 年 11 月 12 日：完成开题报告，准备开题答辩。 2011 年 11 月 13 日至 2011 年 12 月 20 日： 熟悉了解关于图像水印的相关算法和特性。 2011 年 12 月 21 日至 2012 年 1 月 10 日： 撰写设
8、计论文。 2012 年 1 月 11 日至 2012 年 1 月 25 日： 程序调试并完善 。 2012 年 1月 26 日至 2012年 4月 20 日：设计作品完善，论文修改；做好论文答辩的 PPT 资料，准备答辩，并提交所有电子文档材料。 五、参考文献 1陈波 ,唐绍辉 ,杨阳 ,郑文军 .一种基于 HVS 和自适应小波变换的彩色图像水印算法 J.测绘科学 ,2006,5. 2L.Niansheng,G.Donghui.Transmission Method of Image Information Hiding Based on Chaotic EncryptionJ.Compute
9、r Engineering,2006,10(4):23-25. 3W.Bender,D.Gruhl,N.Morimoto,and A.Lu,Techniques for Data HidingJ,IBM System Joumal,1996,35(3&4):313-336. 4Ingemar J.Cox,Joe Kilian,F.Thomson Leighton,and Talal Shamoon,Secure Spread Spectrum Watermarking for MultimediaJ,IEEE Transaction on Image Processing,1997, 6(12
10、):1673-1687. 5邵晓根 ,孙天凯 ,王兴元 .基于 HVS 和分形相似的数字水印算法 J.计算机工程与设计 ,2010,31(14). 6李俊 .基于 HVS 和 CIRC 错误校正的自适应图像水印研究 D.西华大学 ,2008,1. 7潘文锋 .基于 DWT 和 HVS 的图像水印算法的研究 D.南昌大学 ,2010,12,14. 8邵利平 ,覃征 ,衡 星辰 .一种基 于图 像置乱 的空域 图像水 印算 法 J.计 算机工程 ,2007,1,33(2). 9韩宁 .鲁棒性图像水印算法研究 D.辽宁师范大学 ,2010,4. 10杨恒伏 ,伍雁鹏 ,田祖伟 .利用 HVS 特性与混沌映射的图像水印算法 J.计算机工程与应用， 2009,45(13).
