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教育教學(xué)

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《數(shù)字水印》教學(xué)大綱

信息來源: 發(fā)布日期:2015-09-25

數(shù)字水印》教學(xué)大綱

課程名稱:

數(shù)字水印

課程編號:

408416

適用專業(yè):

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)

課程類別:

專業(yè)任選

課程學(xué)分:

2

總學(xué)時(shí):

36

其中:理論學(xué)時(shí)

24

實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)

12

先修課程:

《高級語言程序設(shè)計(jì)》、《離散數(shù)學(xué)》、《概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》

一、教學(xué)目的

數(shù)字水印技術(shù)是近年來興起的前沿研究領(lǐng)域,在多媒體信息的版權(quán)保護(hù)和完整性認(rèn)證方面得到迅猛發(fā)展,已成為多媒體信息安全研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。數(shù)字水印涉及信號與數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)科學(xué)、混沌、密碼學(xué)以及數(shù)據(jù)通信等領(lǐng)域,是一門交叉科學(xué),字水印技術(shù)已經(jīng)日新月異地發(fā)展起來了,已成為版權(quán)保護(hù)的重要工具。本課程介紹數(shù)字水印技術(shù)的最新研究成果,著眼點(diǎn)是通過對數(shù)字水印各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的介紹,力圖使學(xué)生能夠較全面地了解數(shù)字水印基本理論和基本技術(shù)的最新進(jìn)展,為進(jìn)一步了解和研究數(shù)字水印奠定基礎(chǔ),同時(shí)又能夠涉及數(shù)字水印研究的一些前沿問題,以便為學(xué)生將來的研究工作提供幫助。

通過本課程的學(xué)習(xí),要求學(xué)生:

(1)理解數(shù)字水印的基本原理,了解數(shù)字水印的常見的分類方法和用途。

(2)掌握常見的水印嵌入算法,如:空域水印,變換域水印,魯棒水印,脆弱性水印等。

(3)掌握常見的水印提取算法。

(4)了解常見的水印攻擊方法。

二、課程教學(xué)基本內(nèi)容與要求

第一章 緒論

(一)基本教學(xué)內(nèi)容

1.1數(shù)字水印研究的重要意義

1.2數(shù)字水印系統(tǒng)的基本模型及算法分析

1.3用于版權(quán)保護(hù)的魯棒性透明水印

1.4用于真實(shí)性保護(hù)的脆弱性透明水印

1.5不透明水印

1.6數(shù)字水印攻擊及性能評估

1.7水印信號的設(shè)計(jì)和產(chǎn)生。

(一)基本要求

教學(xué)目的:了解數(shù)字水印研究的重要意義、數(shù)字水印系統(tǒng)的基本模型及算法分析;理解水印信號的設(shè)計(jì)和產(chǎn)生;掌握用于版權(quán)保護(hù)的魯棒性透明水印的定義、用于真實(shí)性保護(hù)的脆弱性透明水印的定義、不透明水印的定義、數(shù)字水印攻擊及性能評估方法。

教學(xué)難點(diǎn):數(shù)字水印的定義和用途

教學(xué)重點(diǎn):魯棒水印、脆弱水印、半脆弱水印、透明性水印與不透明水印的定義與應(yīng)用范疇。

第二章 數(shù)字水印研究中的若干問題

(一)基本教學(xué)內(nèi)容

2.1數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度的估計(jì)方法

2.2數(shù)字水印嵌入規(guī)則的比較研究。

(一)基本要求

教學(xué)目的:理解數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度的估計(jì)方法和數(shù)字水印嵌入規(guī)則的比較研究。

教學(xué)難點(diǎn):數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度的估計(jì)方法。

教學(xué)重點(diǎn):數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度的估計(jì)方法。

第三章DCT變換域上的數(shù)字水印技術(shù)

(一)基本教學(xué)內(nèi)容

3.1二維DCT

3.2基于自恢復(fù)技術(shù)的DCT域雙重水印算法

3.3基于DCTSVD的數(shù)字水印技術(shù)

3.4基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類的魯棒數(shù)字水印技術(shù)

3.5基于遺傳算法的盲數(shù)字水印算法。

(二)基本要求

教學(xué)目的:了解二維DCT;理解基于DCT SVD的數(shù)字水印技術(shù)、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類的魯棒數(shù)字水印技術(shù)、基于遺傳算法的盲數(shù)字水印算法;掌握基于自恢復(fù)技術(shù)的DCT域雙重水印算法。

教學(xué)難點(diǎn):二維DCT

教學(xué)重點(diǎn):基于自恢復(fù)技術(shù)的DCT域雙重水印算法。

第四章DWT變換域上的數(shù)字水印技術(shù)

(一)基本教學(xué)內(nèi)容

4.1離散DWT、小波包分析理論離散DWT

4.2小波包變換

4.3基于混沌加密的小波包水印技術(shù)

4.4基于混沌和SVD、DWT混合的數(shù)字水印技術(shù)

4.5基于混沌加密的小波包盲水印技術(shù)

4.6基于人類視覺系統(tǒng)特性的DWT域水印技術(shù)

4.7基于DWT變換域的半脆弱數(shù)字水印技

4.8基于DWT變換域的雙重?cái)?shù)字水印技術(shù)。

(二)基本要求

教學(xué)目的:了解離散DWT、小波包分析理論、離散DWT、小波包變換;理解基于混沌加密的小波包水印技術(shù)、基于混沌和SVD、DWT混合的數(shù)字水印技術(shù)、基于混沌加密的小波包盲水印技術(shù)、基于人類視覺系統(tǒng)特性的DWT域水印技術(shù)、基于DWT變換域的半脆弱數(shù)字水印技術(shù);掌握基于DWT變換域的雙重?cái)?shù)字水印技術(shù)。

教學(xué)難點(diǎn):離散DWT、小波包分析理、論離散DWT

教學(xué)重點(diǎn):基于DWT變換域的雙重?cái)?shù)字水印技術(shù)。

第五章 空間域上的盲數(shù)字水印技術(shù)

(一)基本教學(xué)內(nèi)容

5.1基于圖像投影序列的盲數(shù)字水印魯棒檢測技術(shù)

5.2具有抗幾何攻擊能力的盲數(shù)字圖像水印算法。

(二)基本教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)目的: 理解具有抗幾何攻擊能力的盲數(shù)字圖像水印算法和掌握基于圖像投影序列的盲數(shù)字水印魯棒檢測技術(shù)。

教學(xué)難點(diǎn):基于圖像投影序列的盲數(shù)字水印魯棒檢測技術(shù)。

教學(xué)重點(diǎn):基于圖像投影序列的盲數(shù)字水印魯棒檢測技術(shù)。

第六章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫上的數(shù)字水印技術(shù)

(一)基本教學(xué)內(nèi)容

6.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫

6.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)與多媒體數(shù)據(jù)的差異

6.3數(shù)據(jù)庫水印分析

6.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫的幾種數(shù)字水印技術(shù)

6.5基于擴(kuò)頻技術(shù)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)字水印算法

6.6基于密鑰分存技術(shù)的數(shù)據(jù)庫水印方案。

(二)基本要求

教學(xué)目的:了解關(guān)系數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)與多媒體數(shù)據(jù)的差異;理解基于擴(kuò)頻技術(shù)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)字水印算法、基于密鑰分存技術(shù)的數(shù)據(jù)庫水印方案;掌握數(shù)據(jù)庫水印分析、關(guān)系數(shù)據(jù)庫的幾種數(shù)字水印技術(shù)。

教學(xué)難點(diǎn):關(guān)系數(shù)據(jù)庫的幾種數(shù)字水印技術(shù)

教學(xué)重點(diǎn):數(shù)據(jù)庫水印分析;關(guān)系數(shù)據(jù)庫的幾種數(shù)字水印技術(shù)。

三、課程學(xué)時(shí)分配

章節(jié)

內(nèi)容

學(xué)時(shí)

實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)

實(shí)驗(yàn)情況

計(jì)科

計(jì)科

1

緒論

2

4

1個(gè)實(shí)驗(yàn)

2

數(shù)字水印研究中的若干問題

2

3

DCT變換域上的數(shù)字水印技術(shù)

6

4

1個(gè)實(shí)驗(yàn)

4

DWT變換域上的數(shù)字水印技術(shù)

6

4

1個(gè)實(shí)驗(yàn)

5

空間域上的盲數(shù)字水印技術(shù)

4

6

關(guān)系數(shù)據(jù)庫上的數(shù)字水印技術(shù)

2

合計(jì)

24

12

四、本課程課外學(xué)習(xí)與修學(xué)指導(dǎo)

數(shù)字水印是一門新興的學(xué)科。數(shù)字水印技術(shù),即將秘密信息隱藏在不易被人懷疑的普通文件中,使秘密信息不易被別有用心者發(fā)現(xiàn),當(dāng)然他們就不易對消息進(jìn)行竊取、修改和破壞,從而保證了消息在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)陌踩浴?shù)字水印是信息隱藏技術(shù)的一個(gè)重要分支,水印的理論、嵌入提取算法、攻擊等是目前學(xué)術(shù)界研究的重點(diǎn)問題。

《數(shù)字水印》課程實(shí)踐性較強(qiáng),通過實(shí)踐可以使學(xué)生加深對理論知識的理解,掌握并實(shí)現(xiàn)常用的信息隱藏方法及攻擊方法,提高分析問題、解決問題的實(shí)際能力,為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)和研究該領(lǐng)域的知識打下基礎(chǔ)。

五、本課程考核方式及成績評定標(biāo)準(zhǔn)

考核方式:考查,開卷

成績評定方法:本課程的考核是平時(shí)成績、實(shí)驗(yàn)成績和期終考試成績相結(jié)合。具體比例為:上課出勤、作業(yè)占20%,實(shí)驗(yàn)占20%,期末考試成績占60%。

其中期未考試總分100分,基礎(chǔ)題占50%,中等難度題占60%,較難題占10%??荚囶}型主要有:選擇題、填空題、簡答題、綜合應(yīng)用題等。

六、教材及參考書

教材:《數(shù)字水印理論與技術(shù)》金聰編著 清華大學(xué)出版社2008年6月

主要參考書:

[1] 《數(shù)字水印基礎(chǔ)教程》楊義先等編著 人民郵電出版社2007年6月

[2] 《信息隱藏技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程》王麗娜,郭遲,李鵬編著 武漢大學(xué)出版社2004年10月

[3] 《信息隱藏與數(shù)字水印實(shí)驗(yàn)教程》楊榆等編著 國防工業(yè)出版社2010年1月

大綱撰寫人:劉云如

大綱審閱人:袁輝勇

教學(xué)副主任:易葉青

編寫日期:2012-6-17