74数字技术与应用课程教学大纲

1、数字水印技术与应用课程教学大纲一、课程基本情况课程编号：103W13A 总学分：2.5 实验学分：0.5 周学时：3 总学时：51开课学期：3.2开课学院：信息科学与工程学院英文名称：Digital Watermarking Technology and Applications适用专业：通信工程、物联网工程、信号与信息处理课程类别：专业方向模块课课程修读条件：数字图像处理、语音信号原理等课程网络课程地址: 课程负责人：周亚训 所属基层学术组织：电子信息科学与技术二、课程简介数字水印技术与应用课程是通信工程、物联网工程等专业本科生一门重要的专业方向模块课。数字水印技术在数字图像、音频、视频、文

2、本等多媒体版权保护领域具有广泛的应用价值。本课程以数字图像处理、语音信号处理等知识为基础，从信息隐藏技术的基本概念出发，以用于图像、音频、视频、文本等数字产品的知识产权保护的水印技术为主，详细介绍数字水印的设计、产生、嵌入、检测、攻击技术以及相应的评价指标。课程内容主要包括：信息隐藏、数字水印、水印信号的设计与产生，以数字图像、音频、视频、文本为载体的数字水印的产生、嵌入、提取、攻击及相应的评价指标和方法。三、教学目标通过系统介绍信息隐藏、数字水印、水印信号设计与产生的基本概念、理论和算法，使学生掌握以数字图像、音频、视频、文本为载体的数字水印的产生、嵌入、提取、攻击及相应的评价指标和方法，为

3、后续从事网络通信安全、隐密通信和水印制作打下扎实的理论基础和实践能力。四、教学内容及学时分配教学内容主要包括：信息隐藏、数字水印、水印信号的设计与产生，以及以数字图像、音频、视频、文本为载体的数字水印的产生、嵌入、提取、攻击及相应的评价指标和方法。课程教学内容以数字水印基本理论为基础，强调理论与实践、原理与应用相结合。课程教学方式采用理论教学和实验教学两种形式进行，理论教学以多元化的多媒体教学手段展开，实验教学引入Matlab软件进行编程和仿真演示。具体教学内容及学时分配如下：第一单元（2学时）教学目标：掌握信息隐藏技术的相关基本概念。基本内容：信息隐藏技术的术语和模型、信息隐藏技术的应用和研

4、究现状。教学方法：采用多媒体的课堂教学。课外学习任务和要求：完成信息隐藏技术方面相关文献3-5篇的查阅。第二单元（2学时）教学目标：掌握数字水印技术的相关基本概念及框架。基本内容：研究背景、数字水印基本框架、数字水印的分类及特性、数字水印的主要应用领域和数字水印技术研究的历史。教学方法：采用多媒体的课堂教学。课外学习任务和要求：完成数字水印技术方面相关文献3-5篇的查阅。第三单元（3学时）教学目标：掌握数字水印的设计和产生。基本内容：无意义水印信号的设计和产生、有意义水印信号的预处理。教学方法：采用多媒体的课堂教学以及Matlab编程仿真的实验教学。课外学习任务和要求：编程完成数字水印的产生。

5、第四单元（8学时）教学目标：掌握以图像为载体的数字水印的嵌入和检测。基本内容：空域图像水印技术、DCT域图像水印技术、小波域图像水印技术。教学方法：采用多媒体的课堂教学以及Matlab编程仿真的实验教学。课外学习任务和要求：完成相关知识自学，编程完成一、二种以图像为载体的数字水印的嵌入和检测算法。第五单元（5学时）教学目标：掌握图像数字水印的性能评估和攻击。基本内容：图像数字水印的性能评估和基准、图像中的数据隐藏容量分析、图像数字水印的攻击。教学方法：采用多媒体的课堂教学以及Matlab编程仿真的实验教学。课外学习任务和要求：编程完成一、二种图像数字水印的攻击算法。第六单元（4学时）教学目标：

6、掌握音频数字水印技术。基本内容：人类听觉特性、时域音频水印算法、变换域音频水印算法、其他类型的水印算法、音频水印的评估标准和攻击。教学方法：采用多媒体的课堂教学以及Matlab编程仿真的实验教学。课外学习任务和要求：编程完成一种音频数字水印的嵌入、检测和攻击算法。第七单元（4学时）教学目标：掌握视频图像水印技术。基本内容：视频水印的介绍、视频水印技术的发展与应用、视频水印的主要特征、视频水印的模型、视频水印的分类、MPEG压缩视频标准简要介绍、视频水印的嵌入和提取。教学方法：采用多媒体的课堂教学以及Matlab编程仿真的实验教学。课外学习任务和要求：编程完成一种视频图像水印的嵌入、检测和攻击算

7、法。第八单元（4学时）教学目标：掌握文本水印技术。基本内容：文本水印介绍、文本水印的嵌入方法、文本水印检测和失真补偿、中文的文本数字水印技术需要研究的几个问题。教学方法：采用多媒体的课堂教学以及Matlab编程仿真的实验教学。课外学习任务和要求：编程完成一种文本水印的嵌入、检测和攻击算法。五、考核及成绩评定方式序号考核方式成绩比重（%）1平时（考勤、讨论）202实验（实验、报告、考勤）303期末考试（或以论文形式考查）504合计成绩总评100%六、教材及参考书目：类别教材名称编者出版社出版时间教材数字水印技术王炳锡西安电子科技大学出版社2008参考书数字水印与信息安全技术研究王俊杰知识产权出版

8、社2014数字水印与图像认证钟桦西安电子科技大学出版社2012七、实验（实践）环节教学要求：1、实验教学目标与基本要求本实验课为数字水印技术与应用课程的实践性环节，强调理论与实践、原理与应用相结合。通过实验，使学生掌握最基本的数字水印技术的概念、原理以及数字水印产生、嵌入和检测方法，提高综合运用所学知识，提高计算机编程的能力。进一步加强学生独立分析问题、解决问题的能力、综合设计及创新能力的培养，同时注意培养学生实事求是、严肃认真的科学作风和良好的实验习惯，为今后的工作打下良好的基础。结合数字水印技术与应用课程的基本概念、理论和算法，采用MATLAB软件实现数字水印的嵌入和检测，进一步验证、理解和巩固学到的理论知识和算法，从而达到掌握数字水印技术与应用的目的。2、实验项目内容和学时分配序号实验项目名称实验类型(或上机类型)实验类别时数每组人数1数字水印的创建验证专业基础22基于空域的图像数字水印设计专业23基于DCT域的图像数字水印设计专业24基于DWT域的图像数字水印设计专业35音频数字水印设计专业36视频图像数字水印设计专业37文本数字水印设计专业2 注：1.实验类型：演示、验证、操作、综合、设计、研究； 上机类型：单项训练、综合训练。2.实验类别：指基础、专业基础、专业。3、使用教材与参考书类别教材名称编者出版社出版时间教材数字水印技术