1. 研究目的与意义
伴随着网络技术与多媒体技术的迅猛发展，多媒体数据正逐渐成为人们获取信息的重要来源，并已成为人们生活的重要内容。借助于日益普及的网络技术，多媒体信息的交流也达到了前所未有的深度和广度，其发布形式更是愈加丰富。人们可以通过Internet发布自己的作品，传递重要信息，进行网络贸易。自从1993年11月Internet上出现了Marc Andreessen的Mosaic网页浏览器后，人们便开始从Internet上下载图片、音乐和视频。然而，数字化的多媒体信息极易被无限制地任意编辑、复制与散播。这一系列数字化技术本身的可复制性和广泛传播性所带来的负面效应，已成为影响信息产业健康、持续发展的一大障碍。目前，包括版权保护、内容认证等在内的多媒体信息安全已变得日益突出，并且已成为数字世界中一个非常重要和紧迫的议题。数字水印技术是实现多媒体信息版权保护和内容认证的有效方法，备受人们的关注，并且成为国际学术界研究的一个热点。学术界于2001年召开了三界信息隐藏技术国际研讨会，均将水印作为主要的议题。自2002年以来，每年都举办“国际数字水印”讨论会，IEEE和许多国家著名刊物都组织了数字水印的技术专栏和专题报道。我国也先后于1999年12月、2000年6月、2001年9月、2002年8月和2004年11月举办了5次信息隐蔽技术研讨会，数字水印的研究人员也于2000年1月召开了国内第一届数字水印技术研讨会，并建立了数字水印研究主页和邮件列表，对国内的信息隐藏研究工作者的交流起到了很好的促进作用。[2]
现如今，水印技术在提高鲁棒性能方面取得了进步，但是抗几何攻击方面的缺陷依然存在。目前，关于水印算法在抗几何攻击方面的研究主要有四个方面：嵌入模板在估算图像受到几何攻击情况方面的应用、在对几何变换保持不变性的变换域中嵌入水印的方法研究、图像重要特征在其同步性方面的应用以及自同步水印的应用。
在电子商务中会出现大量过渡性的电子文件，即使在网络安全技术成熟以后，各种电子票据也还需要一些非密码的认证方式，数字水印技术可以为各种票据提供不可见的认证标志，从而大大增加了伪造的难度。网络多媒体技术的广泛应用使得利用公用网络进行保密通信有了新的思路，利用数字化声像信号相对于人的视觉、听觉冗余，可以进行各种信息隐蔽，从而实现隐蔽通信。尽管数字水印技术研究起步比较晚，但其在军事通信、国家信息安全、数字化网络、多媒体及印刷出版等领域都具有十分广阔的应用。2. 研究内容与预期目标
本课题主要研究基于空域和频域的数字图像水印的算法实现对水印的嵌入，提取。并对算法的鲁棒性、不可检测性、透明性、安全性、自恢复性进行分析。在空域上研究的数字水印算法是最低有效位法（LSB）。这也是研究空域数字水印最传统的算法，这种方法主要研究如何在空域内直接修改原始载体图像的像素值，将水印信号直接加载在载体数据上。在频域上研究的数字水印的方法是数字变换方法——离散余弦变换（DCT），需要考虑如何才能将水印信息嵌入到宿主图像的中频部分。本课题还需要研究、分析水印的容量，嵌入强度，载体图像尺寸和特性，秘密信息对水印性能的影响。
预期目标：
（1）通过对空域和频域的数字水印的研究与分析，了解算法的鲁棒性、不可检测性、透明性、安全性和自恢复性。
3. 研究方法与步骤
在空域上采用的数字水印研究方法是最低有效位（LSB）法，实现对水印的嵌入，提取。最低有效位法需要修改图像像素值的最低有效位，将水印嵌入到宿主图像中。而水印的提取需要将对应的像素值转化为二进制，然后提取它的最低有效位。对于频域上采用的数字水印算法是离散余弦变换（DCT），这个方法需要由一个密钥随机选择图像中的分块，在频域的中频上改变一个三元组用来隐藏二进制序列信息。本课题的研究步骤：
（1）了解数字图像水印技术的研究背景以及国内外现状。
（2）研究设计算法，实现基于空域的数字图像水印算法——LSB法。对水印进行嵌入和提取。并且分析此算法的鲁棒性，不可检测性等性能。
4. 参考文献
[1]刘瑞祯, 谭铁牛. 数字图像水印研究综述[J]. 通信学报, 2000, 21(8):39-48.[2]尹浩, 林闯, 邱锋,等. 数字水印技术综述[J]. 计算机研究与发展, 2005, 42(7):1093-1099.
[3]潘志红, 李志娟, 龚自霞. 数字水印技术综述[J]. 计算机与数字工程, 2008, 36(4):119-121.
[4] 刘向锋.数字图像水印技术若干研究[J].微处理机,2016(3):48-50.
5. 工作计划
（1）2022.2.20-2022.2.28，查阅资料，填写开题报告，完成外文资料的翻译。（2）2022.3.1-2022.3.8，熟悉Matlab环境及图像处理工具箱。
（3）2022.3.9-2022.4.10，研究设计算法，实现基于空域的数字水印算法——LSB法。
（4）2022.4.11-2022.4.30，研究设计算法，实现基于频域的数字水印算法——DCT变换。
