《数字水印》教学大纲

课程名称：	数字水印
课程编号：	408416
适用专业：	计算机科学与技术
课程类别：	专业任选
课程学分：	2
总学时：	36
其中：理论学时	24
实验学时	12
先修课程：	《高级语言程序设计》、《离散数学》、《概率与数理统计》

一、教学目的

数字水印技术是近年来兴起的前沿研究领域，在多媒体信息的版权保护和完整性认证方面得到迅猛发展，已成为多媒体信息安全研究领域的一个热点。数字水印涉及信号与数字图像处理、计算机科学、混沌、密码学以及数据通信等领域，是一门交叉科学,字水印技术已经日新月异地发展起来了，已成为版权保护的重要工具。本课程介绍数字水印技术的最新研究成果，着眼点是通过对数字水印各项关键技术的介绍，力图使学生能够较全面地了解数字水印基本理论和基本技术的最新进展，为进一步了解和研究数字水印奠定基础，同时又能够涉及数字水印研究的一些前沿问题，以便为学生将来的研究工作提供帮助。

通过本课程的学习，要求学生：

（1）理解数字水印的基本原理，了解数字水印的常见的分类方法和用途。

（2）掌握常见的水印嵌入算法，如：空域水印，变换域水印，鲁棒水印，脆弱性水印等。

（3）掌握常见的水印提取算法。

（4）了解常见的水印攻击方法。

二、课程教学基本内容与要求

第一章 绪论

（一）基本教学内容

1.1数字水印研究的重要意义

1.2数字水印系统的基本模型及算法分析

1.3用于版权保护的鲁棒性透明水印

1.4用于真实性保护的脆弱性透明水印

1.5不透明水印

1.6数字水印攻击及性能评估

1.7水印信号的设计和产生。

（一）基本要求

教学目的：了解数字水印研究的重要意义、数字水印系统的基本模型及算法分析；理解水印信号的设计和产生；掌握用于版权保护的鲁棒性透明水印的定义、用于真实性保护的脆弱性透明水印的定义、不透明水印的定义、数字水印攻击及性能评估方法。

教学难点：数字水印的定义和用途

教学重点：鲁棒水印、脆弱水印、半脆弱水印、透明性水印与不透明水印的定义与应用范畴。

第二章 数字水印研究中的若干问题

（一）基本教学内容

2.1数字水印嵌入强度的估计方法

2.2数字水印嵌入规则的比较研究。

（一）基本要求

教学目的：理解数字水印嵌入强度的估计方法和数字水印嵌入规则的比较研究。

教学难点：数字水印嵌入强度的估计方法。

教学重点：数字水印嵌入强度的估计方法。

第三章DCT变换域上的数字水印技术

（一）基本教学内容

3.1二维DCT

3.2基于自恢复技术的DCT域双重水印算法

3.3基于DCTSVD的数字水印技术

3.4基于神经网络分类的鲁棒数字水印技术

3.5基于遗传算法的盲数字水印算法。

（二）基本要求

教学目的：了解二维DCT；理解基于DCT SVD的数字水印技术、基于神经网络分类的鲁棒数字水印技术、基于遗传算法的盲数字水印算法；掌握基于自恢复技术的DCT域双重水印算法。

教学难点：二维DCT

教学重点：基于自恢复技术的DCT域双重水印算法。

第四章DWT变换域上的数字水印技术

（一）基本教学内容

4.1离散DWT、小波包分析理论离散DWT

4.2小波包变换

4.3基于混沌加密的小波包水印技术

4.4基于混沌和SVD、DWT混合的数字水印技术

4.5基于混沌加密的小波包盲水印技术

4.6基于人类视觉系统特性的DWT域水印技术

4.7基于DWT变换域的半脆弱数字水印技

4.8基于DWT变换域的双重数字水印技术。

（二）基本要求

教学目的：了解离散DWT、小波包分析理论、离散DWT、小波包变换；理解基于混沌加密的小波包水印技术、基于混沌和SVD、DWT混合的数字水印技术、基于混沌加密的小波包盲水印技术、基于人类视觉系统特性的DWT域水印技术、基于DWT变换域的半脆弱数字水印技术；掌握基于DWT变换域的双重数字水印技术。

教学难点：离散DWT、小波包分析理、论离散DWT

教学重点：基于DWT变换域的双重数字水印技术。

第五章 空间域上的盲数字水印技术

（一）基本教学内容

5.1基于图像投影序列的盲数字水印鲁棒检测技术

5.2具有抗几何攻击能力的盲数字图像水印算法。

（二）基本教学内容

教学目的： 理解具有抗几何攻击能力的盲数字图像水印算法和掌握基于图像投影序列的盲数字水印鲁棒检测技术。

教学难点：基于图像投影序列的盲数字水印鲁棒检测技术。

教学重点：基于图像投影序列的盲数字水印鲁棒检测技术。

第六章 关系数据库上的数字水印技术

（一）基本教学内容

6.1关系数据库

6.2关系数据库数据与多媒体数据的差异

6.3数据库水印分析

6.4关系数据库的几种数字水印技术

6.5基于扩频技术的关系数据库数字水印算法

6.6基于密钥分存技术的数据库水印方案。

（二）基本要求

教学目的：了解关系数据库、关系数据库数据与多媒体数据的差异；理解基于扩频技术的关系数据库数字水印算法、基于密钥分存技术的数据库水印方案；掌握数据库水印分析、关系数据库的几种数字水印技术。

教学难点：关系数据库的几种数字水印技术

教学重点：数据库水印分析；关系数据库的几种数字水印技术。

三、课程学时分配

四、本课程课外学习与修学指导

数字水印是一门新兴的学科。数字水印技术，即将秘密信息隐藏在不易被人怀疑的普通文件中，使秘密信息不易被别有用心者发现，当然他们就不易对消息进行窃取、修改和破坏，从而保证了消息在网络上传输的安全性。数字水印是信息隐藏技术的一个重要分支，水印的理论、嵌入提取算法、攻击等是目前学术界研究的重点问题。

《数字水印》课程实践性较强，通过实践可以使学生加深对理论知识的理解，掌握并实现常用的信息隐藏方法及攻击方法，提高分析问题、解决问题的实际能力，为进一步深入学习和研究该领域的知识打下基础。

五、本课程考核方式及成绩评定标准

考核方式：考查，开卷

成绩评定方法：本课程的考核是平时成绩、实验成绩和期终考试成绩相结合。具体比例为：上课出勤、作业占20%，实验占20%，期末考试成绩占60%。

其中期未考试总分100分，基础题占50%，中等难度题占60%，较难题占10%。考试题型主要有：选择题、填空题、简答题、综合应用题等。

六、教材及参考书

教材：《数字水印理论与技术》金聪编著 清华大学出版社2008年6月

主要参考书：

[1] 《数字水印基础教程》杨义先等编著 人民邮电出版社2007年6月

[2] 《信息隐藏技术实验教程》王丽娜,郭迟,李鹏编著 武汉大学出版社2004年10月

[3] 《信息隐藏与数字水印实验教程》杨榆等编著 国防工业出版社2010年1月

大纲撰写人：刘云如

大纲审阅人：袁辉勇

教学副主任：易叶青

编写日期：2012-6-17