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1、数字水印课程教学大纲课程英文名称：Digital Watermark课程编号：0500680学分：2 学时：32一、课程教学对象数学与计算科学学院应用数学专业、信息与计算科学专业 本科学生。二、课程性质及教学目的课程性质：专业选修课。信息隐藏和数字水印是在信息数字 化的基础上发展起来的，信息隐藏的主要应用是伪装式保 密通信，数字水印是信息隐藏的一个重要分支，它在数字产 品的版权标识、篡改检测、盗版防范等方面有广泛的应用。 教学目的：了解信息隐藏与数字水印的历史及目前的应用, 了解数字水印的作用、意义及应用方向。通过课程的学习， 使学生掌握信息隐藏与数字水印的基本概念，掌握在多媒 体载体中（重点
2、是图像载体）的信息隐藏和数字水印算法， 以及算法的安全性分析。三、对先修知识的要求学生在学习本课之前，应先修课程：线性代数、概率论与数 理统计、数字图像处理等相关课程。四、课程的主要内容、基本要求和学时分配建议（总学时数：20 ）知识模块知识点要求学时学习方式课外学习要求1、信息隐1.1信息隐藏技术概述C1课堂讲授藏、数字水印 概述1.2数字水印技术概述C1课堂讲授2、图像信息 隐藏与水印2.1 LSB图像信息隐藏A2课堂讲授2.2混沌随机序列及应用A2课堂讲授2.3 Pachwork数字水印算法B1课堂讲授3、水印攻击 和隐写分析3.1常见水印攻击方法B1课堂讲授3.2 LSB信息隐藏的卡方
3、分析C1课堂讲授4、图像DCT 域与小波域信 息隐藏与水印4.1 DCT变换简介C1课堂讲授4.2 一种DCT域图像水印算法B2课堂讲授4.3小波变换简介C1课堂讲授4.4W-SVD图像水印算法B1课堂讲授5、脆弱水印5.1脆弱水印简介C1课堂讲授5.2脆弱水印实例选讲B1课堂讲授6、音、视频信息隐藏与数字水印6.1音、视频信息隐藏原理B1课堂讲授6.2音、视频信息隐藏算法选讲B3课堂讲授注：知识点中粗体字部分为本课程的重点或难点（按照本课程知识体系列出知识模块及知识点，其中重点或难点用粗体字标注；要求按“了 解（C） ”、“熟悉（B） ”、“熟练掌握（A） ”三个层次描述学生对知识点应达到的
4、要求；学习 方式可分为课堂讲授、自学辅导、课堂讨论或分组讨论等；课外学习要求可按照知识模块或 知识点提出撰写专题论文、调研报告、完成综合性作业或设计等要求，一般性的课外作业不 在此列）五、建议使用教材及参考书建议教材：1杨瑜.信息隐藏与数字水印实验教程M.北京：国防工 业出版社，2009年9月.2杨义先.数字水印基础教程,北京：人民邮电出版社，2007年6月.参考书：1.王丽娜，郭迟，李鹏。信息隐藏技术实验教程。武汉：武汉大 学出版社，2004年10月。六、课程考核方式考核成绩分为两部分：一部分是根据每次上机完成情况来评 定一部分成绩，占总成绩的50%；另一部分是课程考核报告成绩, 占总成绩的
5、50% o七、课内实验（实训）环节及要求（总学时数:序号实验（实训）项目实验（实训）内容实验（实训）目的及要求学 时1Matlab 图 像工具箱 的使用1、用Matlab编写程序，读出标准图像lena,并在窗口显2、读出该图像中第125行中第125174列的元素值， 将其存储在文件中。3、绘制lena图像的直方图。4、读取lena图像的数据，所有像素的最低位清0,在窗口 显示修改后的图像。熟悉并掌握Matlab中 有关图像处理的常用 语句，熟悉Matlab使 用技巧，能够用 Matlab语言熟练地对 数字图像进行各种处 理。22LSB信息隐藏实验用MATLAB函数实现LSB信息隐藏和提取； 分
6、析LSB信息隐藏的优缺点理解信息隐藏的概 念，掌握LSB信息隐 藏和提取。33基于混沌 序列的图 像加密选择 Logistic 模型%+iQ 大于 3.5699）,产生混度序列，设计一种图像加密算法。理解混沌序列的概 念，会利用混沌序列 对图像进行加密24基于混沌 序列调制 的简单图 像嵌入伪 装技术一、实现信息嵌入：1、选择 Logistic 模型Xn+ = JUXn（l-Xn）（ 大于3.5699）,生生一混度序列，产生所需的随机地址；2、将秘密图像像素值的高4bit替换载体图像像随机地址对应的素值的低4bito二、实现信息提取。掌握简单的图像嵌入 伪装技术；利用混沌 序列对待隐藏图像进
7、行置乱，并将其随机 嵌入载体图像中。25一种水印嵌入：了解频域水印的特点2DCT域 图像盲水 印算法是利用载体中两个特定DCT系数的相对大小来表示 隐藏的信息。载体图像分为8x8分块，进行二维DCT变 换，分别选择其中的两个位置，比如用(ul,vl)和(u2,v2)代 表所选定的两个系数的坐标。如果Bi(ul,vl) Bi(u2,v2), 代表隐藏1,如果相反，则交换两系数。如果Bi(ul,vl)v Bi(u2,v2),代表隐藏0,如果相反，则交换两系数。水印提取：提取的时候接收者对包含水印的图像文件进行二维DCT 变换，比较每一块中约定位置的DCT系数值，根据其相 对大小，得到隐藏信息的比特串，从而恢复出秘密信息。掌握基于DCT系数 关系的图像水印算 法原理设计并实现 一种基于DCT域的 图像水印算法6W-SVD数字水印 实验1、用MATLAB编程实现W-SVD数字水印的生成、嵌入 和检测。2、对W-SVD算法进行鲁棒性测试：攻击包括JPG压缩、 中值滤波、均值滤波、直方图均衡化等。3、完成实验报告。了解图像小波变换， 掌握W-SVD数字 水印算法。学会 进行水压攻击的方 法，如用matlab函 数或软件stirmark 攻击2