数字图像水印技术

毕业论文（设计）正文

题目：图像修复技术研究

（Research on Digital Image Inpainting）

学 院：计算机与信息工程学院 专 业：计算机科学与技术 班 级：计科0802 学 号：0812300225 学生姓名：何文俊 指导教师：朱云芳

二○一二 年 五 月

毕业论文：正文

学生姓名：何文俊 定稿时间：2012-05-24

图像修复技术研究

摘 要：

数字图像修复技术对局部区域有数据丢失或损坏的数字图像按照某种特定规则进行处理，以恢复原图像的完整性。数字图像修复技术在修复破损文物字画、修复由网络传输等原因引起的残缺图像、去除图像及视频中的文字和划痕、以及移除目标物体后的背景恢复等方面都有广泛的应用。

本文首先阐述数字图像修复技术的基本原理、起源和目前国内外的研究状况，并对当前存在的一些典型的数字图像修复算法进行介绍、分析，指出其优缺点和适用范围。对某些算法作

(对应书中第七章)

思考题

数字图像处理技术主要内容图像文件 ■ 图像原理 ■ 分辨率 ■ 颜色深度和颜色模型 ■ 图像文件格式 ■ 图像浏览器 ACDSee32 处理图像 ■ 图像扫描技术 ■ 拍摄数码照片 ◆拍摄技巧 ◆ 数码照片的传送 ◆ 数码照片观摩 图像处理美术知识 ■ 平面构图 ■ 色彩与视觉效果 ■ 颜色关系与颜色搭配 典型的图像处理软件 PhotoShop ■ 软件特点与状态设置 ■ 调入和保存图像 ■ 图像色彩控制 ■ 编辑区域 (选区) ■ 文字编辑 ■ 效果滤镜 ■ 图层概念2

数字图像处理技术教学要求1. 了解图像处理的基本原理和常用方法； 2. 了解图像信息在计算机中的表示及其特性，常见的文件类 型和文件格式；

3. 了解数码相机、扫描仪的使用方法；4. 掌握图像的色彩空间、位图、矢量图的定义、分辨率与颜 色深度等概念； 5. 熟练掌握PhotoShop中的常用工具及图像处理的基本方法， 能够利用其加工编辑图像，转换图像文件格式； 6. 掌握用PhotoShop加ImageReady制作网页动画的主要方法。

图像的获取 ● 图像获取 —— 把自然影像转换成数字化图像的过程。 获取途径 1) 利用设备进行模数转换 数码相机

扫描仪

I

混沌在数字图像水印系统中的应用研究

摘 要

数字通信、网络以及计算机技术的不断发展和日趋成熟，促进了多媒体技术的迅速普及和应用，但随之也带来了一系列的问题，多媒体版权的保护问题已经成为目前讨论的热点问题之一。数字水印技术就是在这种环境下应运而生的。该技术是通过在原始数据中嵌入秘密信息——水印（watermark）来证实该数据的所有权或者用于未经授权的篡改验证。它主要通过在媒体信息中嵌入标记信号（数字水印），为多媒体信息在防伪、防篡改、认证、保障数据安全和完整性等方面提供有效的技术手段。近年来，人们开始寻求多媒体信息保护的新方法。这其中，基于混沌的数字水印技术显示出了其独到的优势，有可能成为新的多媒体保护的有效手段。

本文围绕混沌的优良特性及其在数字水印技术中的应用展开研究，主要内容包括混沌的基本概念，特性和混沌在数字图像水印中的应用。本文给出了一种基于混沌的图像数字水印算法,利用混沌系统产生的混沌信号作为数字水印信息,并在DCT变换域中有选择地嵌入水印,再经DCT逆变换得到水印图像。数值实验结果表明,该算法具有较强的透明性和鲁棒性,水印检测结果准确,对给定的几种图像处理攻击有抵抗性。由于混沌信号具有似噪

1 灰度直方图

在数字图象处理中，一个最简单和最有用的工具是灰度直方图。该函数概括了一幅图象的灰度级内容。任何一幅图象的直方图都包括了可观的信息，某些类型的图象还可由其直方图完全描述。直方图的计算是简单的，特别是当一幅图从一个地方被复制到另一个地方时，直方图的计算可以用非常低的代价来完成。

1.1 定义

灰度直方图是灰度级的函数，描述的是图象中具有该灰度级的象素的个数：其横坐标是灰度级，纵坐标是该灰度出现的频率（象素个数）。

1.2 直方图的性质

1.2.1 性质1

当一幅图象被压缩为直方图后，所有的空间信息都丢失了。直方图描述了每个灰度级具有的象素的个数，但不能为这些象素在图象中的位置提供任何线索。因此，任一特定的图象有唯一的直方图，但反之并不成立——极不相同的图象可以有着相同的直方图。无法解决目标形状问题。 1.2.2 性质2

具有可加性。如果一图象由两个不连接的区域组成，并且每个区域的直方图已知，则整幅图象的直方图是该两个区域的直方图之和。

1.3 直方图的用途

1.3.1 数字化参数

直方图给出了一个简单可见的指示，用来判断一幅图象是否合理地利用了全部被允许的灰度级范围。一般一幅数字图象应

数字图像处理

1研1305

班

数字图像处理电子技术2013-01

一、简述图像处理、图像分析、图像理解各自有什么特点。他们之间有哪些联系和区别？（14分）

答：图像处理指修改图像的外观，以达到美化或者其他的特殊效果。

图像分析指图像的元素形成，色彩范围，像素等内在的因素。

图像理解指研究图像所表达的深层涵义。

图像分析的结果可以用于图像处理，图像处理的结果可以左右图像理解，图像理解的深浅对图像处理和图像分析没有影响。

二、连续图像f （x,y）与数字图像Ｉ（r,c）中各量的含义分别是什么？他们有什么联系和区别？（14分）

答：f(x,y)表示二维图像在空间XY 中一个坐标点的位置（实际图像的尺寸是有限的，所以x 和y 的取值也是有限的），即f(x，y)中的x，y 分别代表一个点连续图像中的x 轴和y 轴的坐标，而f 则代表图像在点（x,y）的某种性质F 的数值（实际图像中各个位置上所具有的性质F 的取值也是有限的，所以F 得取值也是有限的）。F,x,y 的值可以是任意实数。图像在点（x,y）也可以有多重性质，此时可用矢量f 来表示。数字图像I（r，c）表示位于图像矩阵上第r 行，第c 列的元素幅值。其中I,c,r 的值都是整数。I(r，c)是通过对f(x，y)

数 字 图 像 处 理

学院：行姓名：学号：教师：时间：

12数信院 姜 晶 12202509 朱 杰 2014年10月

一 绪论1.1

人类传递信息的主要媒介是语音和图像。据统计，在人类接受的信息中，听觉信息占20%，视觉信息占60%，所以作为传递信息的重要媒体和手段——图像信息是十分重要的，俗话说“百闻不如一见”、“一目了然”，都反映了图像在传递信息中独到之处。

目前，图像处理技术发展迅速，其应用领域也愈来愈广，有些技术已相当成熟并产生了惊人的效益，当前图像处理面临的主要任务是研究心的处理方法，构造新的处理系统，开拓更广泛的应用领域。

数字图像处理（Digital Image Processing）又称为计算机数字图像处理，它是指将数字图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。数字图像处理最早出现于20世纪50年代，当时的电子计算机已经发展到一定水平，人们开始利用计算机来处理图形和数字图像信息。数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。早期的数字图像处理的

一、 单项选择题

1.一幅灰度级均匀分布的图象，其灰度范围在[0，255]，则该图象的信息量为：D

A. 0 B.255 C.6 D.8

2.图象与灰度直方图间的对应关系是： B

A.一一对应 B.多对一 C.一对多 D.都不对 3. 下列算法中属于图象锐化处理的是： C

A.低通滤波 B.加权平均法 C.高通滤 D. 中值滤波 4.下列算法中属于点处理的是： B

A.梯度锐化 B.二值化 C.傅立叶变换 D.中值滤波 5、计算机显示器主要采用哪一种彩色模型 A A、RGB B、CMY或CMYK C、HSI D、HSV 6. 下列算法中属于图象平滑处理的是： C

A.梯度锐化B.直方图均衡 C. 中值滤波 D.Laplacian增强

7.采用模板［-1 1］主要检测__C_方向的边缘。A.水平 B.45° C.垂直 D.135° 8.对一幅100?100像元的图象，若每像元用８bit表示其灰度值，经霍夫曼编码后压缩图象的数据量为40000bit，则图象的压缩比为： A A.2:1 B.3:1 C.4:1 D.1:2 9.维纳滤波器通常用于 C

A、去噪 B、减小图像动态范围 C、复原图像 D、平滑图像 10

数 字 图 像 处 理

学院：行姓名：学号：教师：时间：

12数信院 姜 晶 12202509 朱 杰 2014年10月

一 绪论1.1

人类传递信息的主要媒介是语音和图像。据统计，在人类接受的信息中，听觉信息占20%，视觉信息占60%，所以作为传递信息的重要媒体和手段——图像信息是十分重要的，俗话说“百闻不如一见”、“一目了然”，都反映了图像在传递信息中独到之处。

目前，图像处理技术发展迅速，其应用领域也愈来愈广，有些技术已相当成熟并产生了惊人的效益，当前图像处理面临的主要任务是研究心的处理方法，构造新的处理系统，开拓更广泛的应用领域。

数字图像处理（Digital Image Processing）又称为计算机数字图像处理，它是指将数字图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。数字图像处理最早出现于20世纪50年代，当时的电子计算机已经发展到一定水平，人们开始利用计算机来处理图形和数字图像信息。数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。早期的数字图像处理的

一、 单项选择题

1.一幅灰度级均匀分布的图象，其灰度范围在[0，255]，则该图象的信息量为：D

A. 0 B.255 C.6 D.8

2.图象与灰度直方图间的对应关系是： B

A.一一对应 B.多对一 C.一对多 D.都不对 3. 下列算法中属于图象锐化处理的是： C

A.低通滤波 B.加权平均法 C.高通滤 D. 中值滤波 4.下列算法中属于点处理的是： B

A.梯度锐化 B.二值化 C.傅立叶变换 D.中值滤波 5、计算机显示器主要采用哪一种彩色模型 A A、RGB B、CMY或CMYK C、HSI D、HSV 6. 下列算法中属于图象平滑处理的是： C

A.梯度锐化B.直方图均衡 C. 中值滤波 D.Laplacian增强

7.采用模板［-1 1］主要检测__C_方向的边缘。A.水平 B.45° C.垂直 D.135° 8.对一幅100?100像元的图象，若每像元用８bit表示其灰度值，经霍夫曼编码后压缩图象的数据量为40000bit，则图象的压缩比为： A A.2:1 B.3:1 C.4:1 D.1:2 9.维纳滤波器通常用于 C

A、去噪 B、减小图像动态范围 C、复原图像 D、平滑图像 10

一、选择题（本题共20个小题，每题1分，共20分） 1. 下列算法中属于图像锐化处理的是（ ）。

A.局部平均法 B.均匀平均法 C.高通滤波 D. 中值滤波 2. 下列算法中属于图像平滑处理的是（ ）。

A.Hough变换法 B.状态法 C.高通滤波 D. 中值滤波 3. 下列图像边缘检测算子种抗噪性能最好的是（ ）。

A.梯度算子 B.Prewitt算子 C.Roberts算子 D. Laplacian算子

4. 对一幅100×100像元的图像，若每像元用8bit表示其灰度值，经霍夫曼编码后压缩图像的数据压缩比为2:1，则压缩图像的数据量为（ ）。 A.2500bit B.20000bit C.5000bit D. 40000bit

5.下面属于约束还原法，并且避免了在反向滤波中出现的对噪声的过多放大作用的是（ ）。

A.反向滤波法 B.最小平方滤波 C.维纳滤波 D. 最大平滑复原滤波 6.下面不属于灰度共生矩阵法用于纹理描述时的特征量的是（ ）。 A.对比度 B.直