DCT域图像水印算法的FPGA实现.pdf

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年月日
论文题目:DCT 域图像水印算法的 FPGA 实现
专业:信号与信息处理
学生:翟炯(签名)
指导教师:张释如(签名)
摘要
图像水印技术是版权保护和图像认证的重要手段。由于目前市场上的水印产品多采
用纯软件实现,存在系统运行速度慢不满足实时性要求的问题。故本课题采用 FPGA 技
术,提出了一种在 FPGA 中实现 DCT 域图像水印算法的方案,并完成了 FPGA 设计与
实现,以此弥补纯软件实现水印算法的不足。
本文的主要工作为:
(1) 采用一种基于 Arnold 置乱的 DCT 域图像水印算法,通过对原始图像的部分中
频系数进行修改,实现水印嵌入,并使用 Matlab 进行算法实现与验证。结果表明:此
算法不可见性较好,对 JPEG 压缩、剪切、噪声等攻击均有较好的鲁棒性。
(2) 提出该水印算法的 FPGA 设计方案,并应用 Modelsim 和 Quartus II 对设计的
DCT 模块、水印嵌入模块及水印提取模块进行仿真和验证,在设计中加入了串并转换及
兵乓操作。结果表明:各个模块的电路逻辑设计是正确的。
(3) 设计了水印算法的验证平台,该平台由采集模块、图像水印模块及显示模块构
成,并详细介绍了各模块的设计过程,给出了电路原理图及软硬件调试步骤与结果,用
此平台验证了本文提出的 FPGA 实现 DCT 域图像水印算法的方案是可行的,且采用
FPGA 实现该算法的速度远高于纯软件实现的速度,满足实时性要求。


关键词:FPGA;图像水印;DCT;
研究类型:应用研究
Subject :FPGA Implementation of Image Watermarking Algorithm in
DCT Domain
Specialty :Signal and Information Processing
Name :Zhai Jiong (Signature)
Instructor:Zhang ShiRu (Signature)
ABSTRACT
Image watermarking technology is an important method of copyright protection and
image authentication. The watermark products on the market are realized by pure software. It
is slow and can not meet the requirements of real-time processing. In this paper, the scheme is
puted forward to realize image watermarking of DCT domain based on FPGA. The design
and implementation pleted to make up for the deficiency of pure software realization.
The main contributions of this paper are:
(1) The watermarking algorithm in DCT domain based on Arnold scrambling is adopted,
a part intermediate frequency coe