74數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用課程教學(xué)大綱

1、數(shù)字水印技術(shù)與應(yīng)用課程教學(xué)大綱一、課程基本情況課程編號(hào)：103W13A 總學(xué)分：2.5 實(shí)驗(yàn)學(xué)分：0.5 周學(xué)時(shí)：3 總學(xué)時(shí)：51開課學(xué)期：3.2開課學(xué)院：信息科學(xué)與工程學(xué)院英文名稱：Digital Watermarking Technology and Applications適用專業(yè)：通信工程、物聯(lián)網(wǎng)工程、信號(hào)與信息處理課程類別：專業(yè)方向模塊課課程修讀條件：數(shù)字圖像處理、語(yǔ)音信號(hào)原理等課程網(wǎng)絡(luò)課程地址: 課程負(fù)責(zé)人：周亞訓(xùn) 所屬基層學(xué)術(shù)組織：電子信息科學(xué)與技術(shù)二、課程簡(jiǎn)介數(shù)字水印技術(shù)與應(yīng)用課程是通信工程、物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)本科生一門重要的專業(yè)方向模塊課。數(shù)字水印技術(shù)在數(shù)字圖像、音頻、視頻、文

2、本等多媒體版權(quán)保護(hù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。本課程以數(shù)字圖像處理、語(yǔ)音信號(hào)處理等知識(shí)為基礎(chǔ)，從信息隱藏技術(shù)的基本概念出發(fā)，以用于圖像、音頻、視頻、文本等數(shù)字產(chǎn)品的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的水印技術(shù)為主，詳細(xì)介紹數(shù)字水印的設(shè)計(jì)、產(chǎn)生、嵌入、檢測(cè)、攻擊技術(shù)以及相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。課程內(nèi)容主要包括：信息隱藏、數(shù)字水印、水印信號(hào)的設(shè)計(jì)與產(chǎn)生，以數(shù)字圖像、音頻、視頻、文本為載體的數(shù)字水印的產(chǎn)生、嵌入、提取、攻擊及相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法。三、教學(xué)目標(biāo)通過(guò)系統(tǒng)介紹信息隱藏、數(shù)字水印、水印信號(hào)設(shè)計(jì)與產(chǎn)生的基本概念、理論和算法，使學(xué)生掌握以數(shù)字圖像、音頻、視頻、文本為載體的數(shù)字水印的產(chǎn)生、嵌入、提取、攻擊及相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法，為

3、后續(xù)從事網(wǎng)絡(luò)通信安全、隱密通信和水印制作打下扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐能力。四、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容主要包括：信息隱藏、數(shù)字水印、水印信號(hào)的設(shè)計(jì)與產(chǎn)生，以及以數(shù)字圖像、音頻、視頻、文本為載體的數(shù)字水印的產(chǎn)生、嵌入、提取、攻擊及相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法。課程教學(xué)內(nèi)容以數(shù)字水印基本理論為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐、原理與應(yīng)用相結(jié)合。課程教學(xué)方式采用理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩種形式進(jìn)行，理論教學(xué)以多元化的多媒體教學(xué)手段展開，實(shí)驗(yàn)教學(xué)引入Matlab軟件進(jìn)行編程和仿真演示。具體教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配如下：第一單元（2學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo)：掌握信息隱藏技術(shù)的相關(guān)基本概念?；緝?nèi)容：信息隱藏技術(shù)的術(shù)語(yǔ)和模型、信息隱藏技術(shù)的應(yīng)用和研

4、究現(xiàn)狀。教學(xué)方法：采用多媒體的課堂教學(xué)。課外學(xué)習(xí)任務(wù)和要求：完成信息隱藏技術(shù)方面相關(guān)文獻(xiàn)3-5篇的查閱。第二單元（2學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo)：掌握數(shù)字水印技術(shù)的相關(guān)基本概念及框架?；緝?nèi)容：研究背景、數(shù)字水印基本框架、數(shù)字水印的分類及特性、數(shù)字水印的主要應(yīng)用領(lǐng)域和數(shù)字水印技術(shù)研究的歷史。教學(xué)方法：采用多媒體的課堂教學(xué)。課外學(xué)習(xí)任務(wù)和要求：完成數(shù)字水印技術(shù)方面相關(guān)文獻(xiàn)3-5篇的查閱。第三單元（3學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo)：掌握數(shù)字水印的設(shè)計(jì)和產(chǎn)生?；緝?nèi)容：無(wú)意義水印信號(hào)的設(shè)計(jì)和產(chǎn)生、有意義水印信號(hào)的預(yù)處理。教學(xué)方法：采用多媒體的課堂教學(xué)以及Matlab編程仿真的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。課外學(xué)習(xí)任務(wù)和要求：編程完成數(shù)字水印的產(chǎn)生。

5、第四單元（8學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo)：掌握以圖像為載體的數(shù)字水印的嵌入和檢測(cè)?；緝?nèi)容：空域圖像水印技術(shù)、DCT域圖像水印技術(shù)、小波域圖像水印技術(shù)。教學(xué)方法：采用多媒體的課堂教學(xué)以及Matlab編程仿真的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。課外學(xué)習(xí)任務(wù)和要求：完成相關(guān)知識(shí)自學(xué)，編程完成一、二種以圖像為載體的數(shù)字水印的嵌入和檢測(cè)算法。第五單元（5學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo)：掌握?qǐng)D像數(shù)字水印的性能評(píng)估和攻擊?；緝?nèi)容：圖像數(shù)字水印的性能評(píng)估和基準(zhǔn)、圖像中的數(shù)據(jù)隱藏容量分析、圖像數(shù)字水印的攻擊。教學(xué)方法：采用多媒體的課堂教學(xué)以及Matlab編程仿真的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。課外學(xué)習(xí)任務(wù)和要求：編程完成一、二種圖像數(shù)字水印的攻擊算法。第六單元（4學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo)：

6、掌握音頻數(shù)字水印技術(shù)?；緝?nèi)容：人類聽覺特性、時(shí)域音頻水印算法、變換域音頻水印算法、其他類型的水印算法、音頻水印的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)和攻擊。教學(xué)方法：采用多媒體的課堂教學(xué)以及Matlab編程仿真的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。課外學(xué)習(xí)任務(wù)和要求：編程完成一種音頻數(shù)字水印的嵌入、檢測(cè)和攻擊算法。第七單元（4學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo)：掌握視頻圖像水印技術(shù)?；緝?nèi)容：視頻水印的介紹、視頻水印技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用、視頻水印的主要特征、視頻水印的模型、視頻水印的分類、MPEG壓縮視頻標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)要介紹、視頻水印的嵌入和提取。教學(xué)方法：采用多媒體的課堂教學(xué)以及Matlab編程仿真的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。課外學(xué)習(xí)任務(wù)和要求：編程完成一種視頻圖像水印的嵌入、檢測(cè)和攻擊算

7、法。第八單元（4學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo)：掌握文本水印技術(shù)?；緝?nèi)容：文本水印介紹、文本水印的嵌入方法、文本水印檢測(cè)和失真補(bǔ)償、中文的文本數(shù)字水印技術(shù)需要研究的幾個(gè)問(wèn)題。教學(xué)方法：采用多媒體的課堂教學(xué)以及Matlab編程仿真的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。課外學(xué)習(xí)任務(wù)和要求：編程完成一種文本水印的嵌入、檢測(cè)和攻擊算法。五、考核及成績(jī)?cè)u(píng)定方式序號(hào)考核方式成績(jī)比重（%）1平時(shí)（考勤、討論）202實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)、報(bào)告、考勤）303期末考試（或以論文形式考查）504合計(jì)成績(jī)總評(píng)100%六、教材及參考書目：類別教材名稱編者出版社出版時(shí)間教材數(shù)字水印技術(shù)王炳錫西安電子科技大學(xué)出版社2008參考書數(shù)字水印與信息安全技術(shù)研究王俊杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版

8、社2014數(shù)字水印與圖像認(rèn)證鐘樺西安電子科技大學(xué)出版社2012七、實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）環(huán)節(jié)教學(xué)要求：1、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)與基本要求本實(shí)驗(yàn)課為數(shù)字水印技術(shù)與應(yīng)用課程的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐、原理與應(yīng)用相結(jié)合。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握最基本的數(shù)字水印技術(shù)的概念、原理以及數(shù)字水印產(chǎn)生、嵌入和檢測(cè)方法，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，提高計(jì)算機(jī)編程的能力。進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力、綜合設(shè)計(jì)及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，同時(shí)注意培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)和良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，為今后的工作打下良好的基礎(chǔ)。結(jié)合數(shù)字水印技術(shù)與應(yīng)用課程的基本概念、理論和算法，采用MATLAB軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字水印的嵌入和檢測(cè)，進(jìn)一步驗(yàn)證、理解和鞏固學(xué)到的理論知識(shí)和算法，從而達(dá)到掌握數(shù)字水印技術(shù)與應(yīng)用的目的。2、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容和學(xué)時(shí)分配序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)類型(或上機(jī)類型)實(shí)驗(yàn)類別時(shí)數(shù)每組人數(shù)1數(shù)字水印的創(chuàng)建驗(yàn)證專業(yè)基礎(chǔ)22基于空域的圖像數(shù)字水印設(shè)計(jì)專業(yè)23基于DCT域的圖像數(shù)字水印設(shè)計(jì)專業(yè)24基于DWT域的圖像數(shù)字水印設(shè)計(jì)專業(yè)35音頻數(shù)字水印設(shè)計(jì)專業(yè)36視頻圖像數(shù)字水印設(shè)計(jì)專業(yè)37文本數(shù)字水印設(shè)計(jì)專業(yè)2 注：1.實(shí)驗(yàn)類型：演示、驗(yàn)證、操作、綜合、設(shè)計(jì)、研究； 上機(jī)類型：?jiǎn)雾?xiàng)訓(xùn)練、綜合訓(xùn)練。2.實(shí)驗(yàn)類別：指基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)。3、使用教材與參考書類別教材名稱編者出版社出版時(shí)間教材數(shù)字水印技術(shù)