基于MATLAB的LSB脆弱水印系统实现

资 源 简 介

本项目在MATLAB环境下开发了一套完整的图像脆弱水印系统，支持LSB空间域水印嵌入与提取。系统通过哈希校验实现像素级完整性认证，可有效检测图像篡改，适用于数字版权保护和内容真实性验证。

详 情 说 明

基于LSB替换与哈希校验的图像脆弱水印系统

项目介绍

本项目设计并实现了一套完整的脆弱水印算法系统，专注于图像内容的完整性认证与篡改检测。系统采用LSB（最低有效位）替换技术将认证信息（如哈希校验码或数字签名）嵌入图像中，通过提取与验证机制，能够精确判断图像是否遭受篡改，并可视化定位篡改区域。适用于数字证据保全、医学影像安全、版权保护等对图像真实性要求较高的场景。

功能特性

• 双模式水印嵌入：支持文本格式认证信息（如MD5哈希）或二值图像作为水印，可灵活选择嵌入内容
• 多格式图像兼容：全面支持JPEG、PNG、BMP等常见图像格式处理
• 自适应通道选择：可根据图像类型选择RGB各通道或亮度通道进行水印嵌入
• 精确篡改定位：采用形态学后处理算法优化检测结果，生成高精度二值篡改定位图
• 完整性量化评估：自动生成认证报告，包含篡改状态、篡改比例统计及PSNR、误码率等性能指标
• 可视化结果展示：提供直观的篡改区域可视化输出，便于结果分析

使用方法

水印嵌入流程

1. 准备原始载体图像（RGB/灰度格式均可）
2. 输入水印信息（文本或二值图像）
3. 设置嵌入参数：

- 水印强度系数（0-1之间，控制嵌入强度） - 嵌入通道选择（RGB模式或亮度通道）

1. 执行嵌入操作，生成含水印图像及算法性能数据

水印提取与认证流程

1. 输入待检测的含水印图像
2. 系统自动提取嵌入信息并进行完整性验证
3. 获取三方面输出结果：

- 完整性报告文本文件（认证结果+篡改统计） - 篡改定位二值图像文件 - 算法性能量化指标

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 运行环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 内存建议：至少4GB RAM（高分辨率图像处理需更大内存）
• 磁盘空间：100MB可用空间

文件说明

主程序文件作为系统的核心控制中枢，集成了完整的图像水印处理流水线。其主要功能包括：协调水印嵌入与提取两大核心模块的调用流程，处理用户输入的图像数据与参数配置，执行基于LSB替换的空间域水印嵌入算法，实现哈希校验与数字签名认证机制，进行篡改区域的精确定位与形态学优化处理，生成完整的完整性报告与可视化检测结果，并计算水印算法的各项性能指标。