基于分数阶傅里叶变换的数字水印研究(2)
4 算法设计 16
4.1 基于Arnold 变换的图像置乱算法 16
4.2 二值图像水印算法的设计17
4.2.1 算法原理17
4.2.2 算法的Matlab实现步骤 19
5 水印算法的仿真结果及性能分析 21
5.1 水印系统性能评估指标 21
5.2 二值图像水印算法仿真效果 21
5.2.1 不可见性分析 21
5.2.2 抗噪声性能分析22
5.2.3 抗剪裁性分析 25
5.2.4 抗压缩性分析 26
5.3 本章小结 27
6 总结语28
致谢 29
参考文献30
1 绪论
1．1 课题背景及意义
二十一世纪是数字时代，网络技术快速发展，人们能在网上把自己创作的数字图象、音乐、视频等作品上传，进行学术交流，传递重要信息，通过网络对数字媒体进行拷贝和下载，从而获得对自己有用的东西。现在，使用互联网的人数日益增多，可能超过了15亿，并且人数不停地在增长。
网络已在人们生活中变得不可缺少，由于网络具有方便、传播迅速的优点使得它轻而易举被非法复制，这使得多媒体作品的版权、完整性、有效性存在潜在威胁，对第一创作者的利益造成巨大侵犯。而一些涉及司法诉讼、政府机要等信息的特殊数字信息，网络黑客会对其进行恶意地攻击和随意地篡改等，这些问题让现今网络安全面临着巨大的挑战。
数字水印技术产生于信息时代背景下，其依靠嵌入数字的办法将数字信息隐藏在多媒体作品内容之中，它不能在公开的网络环境下对版权进行保护，还可以对信息进行来源认证并使信息的完整性得到保障，这是近些年来发展起来的一门备受关注的新技术，它在各个领域得到广泛的研究和发展，其在音频、图像、视频制品中的应用尤为突出。
1．2 数字水印技术的应用领域
数字水印技术的发展，使得它被广泛应用到多个方面，其主要应用在防伪溯源、保护版权、标识隐藏、认证和安全隐蔽通信等方面。具体应用领域如图1.1所示。
图 1.1 数字水印技术在日常生活中的应用领域
（1）数字作品的知识产权保护
现今，人们最关注保障多媒体作品的版权安全，这也成为焦点问题。因为对数字作品进行拷贝、修改非常容易，并且可以做到与原作丝毫不差，所以原创者为了加上版权标志不得不采用一些严重损害作品质量的办法，但这种显而易见的标志很容易被篡改。数字水印技术以数据隐藏原理为基础让版权标识隐藏起来，不为人所看见或听见，它并不会破坏原数字作品，但对版权进行了有效地保护，这正是其研究的主要方向。
（2）商务交易中的票据防伪
随着科技进步，超高精度的彩色喷墨机，其精度往往超过1200dpi、使用激光工作的打印机和高仿真的彩色复印机相继产生，并被人们广泛使用，这让人们制造各种假票据，如假货币、假支票等变得十分简单。此外，随着电子商务的迅猛发展，产生了很多的过度性电子文件，如加在各种纸票据中的二文码图像等，它们需要一些非密码方式进行认证。数字水印技术可以将检验标识不可见地隐藏在各种票据之中，这样给造假增添了很大困难，从而保障了票据的安全。
（3）证件真伪鉴别
信息隐藏技术有着十分广泛的应用范围，用证件举例说明，每个人都需要很多证件，证明身份的有：身份证、驾照、学生证、员工证等；证明某种能力的有：各种学历证书、资格证书等。
因为缺少有效的保护措施，所以“造假”、“买假”、“用假”泛滥，这已对正常的经济秩序造成了严重的干扰，同时破坏了国家的形象。数字水印技术能够对证件进行真假验证，让证件不能被复制和仿造。
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