1.3 論文的組織
論文全文共分五章:
第一章 緒論。這一章主要介紹本課題的研究意義、現狀和目標。

第二章 相關技術和設計環(huán)境概述。這一章主要介紹了數字水印的基本概念和半脆弱數字水印的基本概念，并介紹了實現認證的半脆弱水印的5種流行的方法。對于各種方法的優(yōu)劣評判，接下來介紹了評價算法的幾個指標。最后，介紹了實現仿真的平臺，Matlab6.5。

第三章 圖像認證半脆弱水印算法原理與總體設計。針對圖像認證這一目標，我們的半脆弱水印有它自己的要求和特點。根據這些要求我們設計了算法，這一章給出了算法的框架，并對算法進行了模塊劃分，最后給出了程序框圖。

第四章 圖像認證半脆弱水印算法的詳細設計與實現。這一章詳細介紹了水印算法的各個步驟的實現，最后對實驗結果進行分析，并評價了本算法。

第五章 總結與展望。這一章主要是對本次畢業(yè)設計論文工作的總結，以及對數字水印技術發(fā)展的想法。

第二章 相關技術與設計環(huán)境概述
數字水印技術的基本思想源于古代的偽裝術（密寫術）。古希臘的斯巴達人曾將軍事情報刻在普通的木板上，用石蠟填平，收信的一方只要用火烤熱木板，融化石蠟后就可以看到密信。使用最廣泛的密寫方法恐怕要算化學密寫了，牛奶、白礬、果汁等都曾充當過密寫藥水的角色。大約700年前，在手工造紙技術中出現了紙張上的水印。
可以說，人類早期使用的保密通信手段大多數屬于密寫而不是密碼。但與密碼技術相比，密寫術始終沒有發(fā)展成為一門獨立的學科，其中的主要原因是密寫術缺乏必要的理論基礎。

然而今天的數字化技術的發(fā)展為古老的密寫術注入了新的活力，在研究數字水印的過程中，研究者大量借鑒了信息偽裝的思想。尤其是近年來信息隱藏技術理論框架研究的興起，更給密寫術成為一門嚴謹的科學帶來了希望。

2.1 數字水印的概念
2.1.1 數字水印的基本概念
在數字水印技術中，水印的數據量和魯棒性構成了一對基本矛盾。理想的水印算法應該既能隱藏大量數據，又可以抗各種信道噪聲和信號變形。然而在實際這兩個指標往往不能同時實現，但是實際應用一般只偏重其中的一個方面。如果是為了隱蔽通信，數據量顯然是最重要的，由于通信方式極為隱蔽，遭遇敵方篡改攻擊的可能性很小，因而對魯棒性要求不高。但對保證數據安全來說，情況恰恰相反，各種保密的數據隨時面臨著被盜取和篡改的危險，所以魯棒性是十分重要的，此時，隱藏數據量的要求居于次要地位。

一般數字水印的通用模型包括嵌入和檢測、提取兩個階段。數字水印的生成階段，嵌入算法的嵌入方案的目標是使數字水印在不可見性和魯棒性之間找到一個較好的折中。檢測階段主要是設計一個相應于嵌入過程的檢測算法。檢測的結果或是原水印（如字符串或圖標等），或是基于統(tǒng)計原理的檢驗結果以判斷水印存在與否。檢測方案的目標是使錯判與漏判的概率盡量小。為了給攻擊者增加去除水印的不可預測的難度，目前大多水印制作方案都在加入、提取時采用了密鑰，只有掌握密鑰的人才能讀出水印。
數字水印技術從不同的角度有下面的一些劃分方法。

1. 按特性劃分
按水印的特性可以將數字水印分為魯棒數字水印和脆弱數字水印。魯棒數字水印主要用于在數字作品中標識著作權信息，它要求嵌入的水印能夠經受各種常用的編輯處理；脆弱數字水印主要用于完整性保護，脆弱水印必須對信號的改動很敏感，人們根據脆弱水印的狀態(tài)就可以判斷數據是否被篡改過。

2. 按水印所附載的媒體劃分
按水印所附載的媒體，數字水印分為圖像水印、音頻水印、視頻水印、文本水印以及用于三維網格模型的網格水印等。

3. 按檢測過程劃分
按水印的檢測過程將數字水印分為明文水印和盲水印。明文水印在檢測過程中需要原始數據，而盲水印的檢測只需要密鑰,不需要原始數據。一般明文水印的魯棒性比較強，但其應用受到存儲成本的限制。目前數字水印大多數是盲水印。

4. 按內容劃分
按數字水印的內容可以將水印劃分為有意義水印和無意義水印。有意義水印是指水印本身也是某個數字圖像（如商標）或數字音頻片段的編碼；無意義水印則只對應于一個序列號。有意義水印如由于受到攻擊或其他原因致使解碼后的水印破損，人們仍然可以通過視覺觀察確認是否有水印。但對于無意義水印來說，如果解碼后的水印序列有若干碼元錯誤，則只能通過統(tǒng)計決策來確定信號中是否含有水印。

5. 按水印隱藏的位置劃分
按數字水印的隱藏位置劃分為時域數字水印、頻域數字水印、時/頻域數字水印和時間/尺度域數字水印。時域數字水印是直接在信號空間上疊加水印信息，而頻域數字水印、時/頻域數字水印和時間/尺度域數字水印則分別是在DCT變換域、時/頻變換域和小波變換域上隱藏水印。隨著數字水印技術的發(fā)展，各種水印算法層出不窮，水印的隱藏位置也不再局限于上述四種。實際上只要構成一種信號變換，就有可能在其變換空間上隱藏水印。

6. 按用途劃分
不同的應用需求造就了不同的水印技術。而這又可分為6種不同的水印技術。
（1）數字作品的知識產權保護
版權標識水印是目前研究最多的一類數字水印由于數字作品的拷貝、修改非常容易,而且可以做到與原作完全相同，所以原創(chuàng)者不得不采用一些嚴重損害作品質量的辦法來加上版權標志，而這種明顯可見的標志很容易被篡改。數字作品的所有者可用密鑰產生一個水印，并將其嵌入原始數據，然后公開發(fā)布其水印版本作品。當該作品被盜版或出現版權糾紛時，所有者即可從盜版作品或水印版作品中獲取水印信號作為依據，從而保護所有者的權益。
目前用于版權保護的數字水印技術已經進入了初步實用化階，IBM（International Business Machines Corporation，國際商用機器公司）公司在其”數字圖書館”軟件中就提供了數字水印功能，Adobe公司也在其著名的Photoshop軟件中集成了Digimarc公司的數字水印插件。

（2）商務交易中的票據防偽
隨著高質量圖像輸入輸出設備的發(fā)展，特別是高精度彩色噴墨、激光打印機和高精度彩色復印機的出現，使得貨幣、支票以及其他票據的偽造變得更加容易。
據報道，美國、日本以及荷蘭都已開始研究用于票據防偽的數字水印技術。麻省理工學院媒體實驗室受美國財政部委托，已經開始研究在彩色打印機、復印機輸出的每幅圖像中加入唯一的、不可見的數字水印，在需要時可以實時地從掃描票據中判斷水印的有無，快速辨識真?zhèn)巍?P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 24px; TEXT-INDENT: 2em; MARGIN: 0px 0px 20px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; COLOR: rgb(0,0,0); FONT-SIZE: 14px; PADDING-TOP: 0px">
此外在電子商務中會出現大量過度性的電子文件，如各種紙質票據的掃描圖像等。即使在網絡安全技術成熟以后，各種電子票據也還需要一些非密碼的認證方式。數字水印技術可以為各種票據提供不可見的認證標志，從而大大增加了偽造的難度。