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1、72第29卷第3期新疆师范大学学报(自然科学版)Vol.29,No.32010年9月JournalofXinjiangNormalUniversitySep.2010(NaturalSciencesEdition)基于DCT域的数字水印潜入算法研究王静,皇甫海燕,赵忠华(新疆师范大学物理与电子工程学院,新疆乌鲁木齐830054)*摘要:文章主要对数字水印的一种变换域!!!DCT(离散余弦变换域)算法做了介绍,并对水印的潜入做了Matlab的仿真实验。通过实验说明,DCT算法在水印信号的不可见性和图像
2、信号的鲁棒性上均能得到较好的结果,具有实用性。关键词:水印潜入;DCT;鲁棒性中图分类号:TN710.3文献标识码:A文章编号:10089659(2010)030072041数字水印技术及潜入系统构成随着计算机网络技术,通信技术和数字信息编码等先进技术的发展,多媒体数字信息的传播和获取变得方便快捷,数字多媒体技术的传播和复制变得简单,与此同时引发的盗版问题和版权纷争成为日益严重的社会问题。数字水印是指利用数字潜入方法将具有特定意义的标记信息(水印)隐藏在数字图像、音像和视频等数字产品
3、中,用来证明创作者对其作品的所有权,并可以作为鉴定,起诉非法侵权的证据。数字水印是一[1]种数字标记,可以是数字、序列号、文字、图像标志等标识和版权信息数字水印技术的核心是信息隐藏技术,同时把对信息的保护转化为对密钥的保护。[1]通用的数字水印技术系统包括两个基本方面的构成模块,即水印潜入模块和水印提取模块。水印潜入是在尽量保证水印不可见性的情况下,潜入最大强度的水印,来提高水印的稳健性。水印潜入模块负责将水印信号加入原始数据中。水印提取指水印可比较精确地被提取出来的过程,水印提取模块负责判断某一数据中是否含
4、有指定的水印或者将水印提取出来。图1水印潜入模块2数字水印技术的DCT域算法及特点离散余弦变换(DiscreteCosineTransform,简称DCT变换)是一种与傅立叶变换紧密相关的数学运算,是从DFT变换发展过来的,它可以体现图像信号的相关特性,而且较易于快速实现。又由于DCT域有良好*[收稿日期]2009-11-15[作者简介]王静(1977-),女,新疆奇台人,讲师,主要从事通信与信号处理的研究。第3期王静等基于DCT域的数字水印潜入算法研究73的鲁棒性,抵抗信号处理和恶意攻击的能力强
5、。水印在DCT域上的潜入可以使整个图像所有像素上的能量分散,因此也具有良好的不可见性和鲁棒性。二维的图像信号DCT形式是一维的扩展。对二维DCT可以首先对其行进行一维变换,然后再对其列进行一维变换。离散余弦变换域的数字水印算法实现过程为:计算图像的离散余弦变换(DCT),然后将水印叠加到图像的DCT域中幅值最大的前K个系数上(不包括直流分量)。为了兼顾水印的不可见性和鲁棒性,这里将水印潜入到图像的中频偏高区。在Matlab环境中,实现DCT变换的函数是dct,其逆变换的函数是idct。对一副灰度图像而言,也可
6、以[2]先对其行进行一维DCT变换,然后再对其列进行一维DCT维变换而得到。3水印潜入仿真实验本程序是对256*256的lena.bmp图像做了离散余弦变换域的水印的潜入。具体实现方法是:首先把256*256的图像分成64个32∀32的小块,分别对其做DCT变换,在此基础上潜入高斯噪声作为水印信息。为了区别加入水印信息前后图像的不同,对其原始灰度图像,DCT变换之[3]后的图像,以及加入水印信息后的恢复图像分别做了二维的FFT变换频谱图进行对比。潜入水印的仿真过程流程如下:1.载入原始图像2.将原始图像变为
7、灰度图像3.对灰度图像进行二维DCT变换4.反变换显示恢复图像5.定义水印信息并且显示6.对原图像分块并且对每一块潜入水印信息,再重构7.通过IDCT恢复图像以下是水印潜入部分的Matlab程序:clear%参数设置如下:size=256;block=8;blockno=size/block;LENGTH=size*size/64;Alpha1=0.02;Alpha2=0.1;T1=3;I=zeros(size,size);D=zeros(size,size);BW=zeros(size,size);bloc
8、k_dct1=zeros(block,block);%载入原图像subplot(2,3,1);I=imread('D:lena.bmp');imshow(I);%图3-1title('原始图像');%变为灰度图像huidu=rgb2gray(I);subplot(2,3,2);imshow(huidu);%图3-2title('灰度图像');%显示离散余弦变换后的图像bh=dct2(huidu);
