基于dct变换域自适应水印算法的研究new

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1、http://www.paper.edu.cn基于DCT变换域自适应水印算法的研究唐歆，王海婴北京邮电大学电信工程学院，北京（100876）Email：bupttaxi@gmail.com摘要：简要介绍了数字水印的发展历史，根据不同的分类角度，介绍了数字水印的分类以及针对每种分类的攻击手段，同时针对目前常用的几种水印的嵌入算法进行了分析，并针对DCT域的自适应水印算法进行了分析，提出了利用扩频技术将文本水印嵌入图象载体的算法，从而提升水印的安全性和鲁棒性。关键词：数字水印，水印嵌入，水印提取，变换域，扩频1．引言我国近年来有不在少数的研究所

2、和大学开展了对水印技术的研究，数字水印的研究引起了各种学科的研究人员的兴趣。我国已明确表示：所有的知识产权保护和安全认证问题不可能依靠国外的力量，必须由我们自主开发解决。因此，无论从学术研究角度，还是从应用技术的角度，开展数字水印的研究都具有十分重要的意义。通用的水印技术包含两个方面：水印的嵌入和水印的提取或检测，而基于DCT域的图象水印嵌入算法一直是这个领域研究的热点。本论文首先对数字水印的各种算法给出了归纳和总结，尤其针对DCT域水印嵌入技术目前的情况进行了分析，提出通过对原始图象载体嵌入文本文件的方法，使水印可携带更加丰富的信息量，同

3、时也增加了水印的保密性和安全性。2．数字水印的分类和应用领域2.1水印的分类和攻击[1]数字水印可以从不同的角度来进行区分：(1)按水印检测划分可分为私有水印和公有水印；(2)按水印对各种攻击操作的稳健性程度可分为易碎水印和稳健水印；(3)按水印的可见性划分可分为可见水印和不可见水印；(4)按水印所附载的媒体划分可分为图像水印、音频水印、视频水印、文本水印以及用于三维网格模型的网格水印等；(5)按水印的嵌入位置划分可分为空问域水印和变换域水印；(6)按水印嵌入与提取(或检测)所使用的密钥划分为对称水印和非对称印；(7)按水印内容划分为有意义

4、水印和无意义水印；(8)按水印用途划分为版权保护水印、票据防伪水印、篡改提示水印和隐蔽标识水印。版权标识水印是目前研究最多的一类水印。水印的用途决定：有水印，则必有水印攻击。水印攻击同样也是非常重要和必要的。纵观现有的一些攻击方法，可把它分成四类：移去攻击、几何攻击、密码攻击和协议攻击。2.2水印的主要应用领域[1]2.2.1版权保护-1-http://www.paper.edu.cn目前版权保护可能是水印最主要的应用领域其目的是嵌人数据的来源信息以及比较有代表性的版权所有者的信息，从而防止其它团体对该数据宣称拥有版权。这样水印就可以用来公

5、正地解决所有权问题，但这种应用要求非常高的鲁棒性。2.2.2盗版跟踪为了防止非授权的拷贝制作和发行，出品人可在每个合法拷贝中加入不同的ID或序列号[1]即数字指纹(Finger-printing)。一旦发现非授权的拷贝，就可根据此拷贝所恢复出来的指纹来确定它的来源。对这种应用领域来说，水印不仅需要很强的鲁棒性，而且还要能抵抗共谋攻击。2.2.3拷贝保护这种应用的一个典型例子是DVD系统，在该系统中，数据中的水印含有拷贝信息。一个符合要求的DVD播放器不允许重放或拷贝带有“禁止拷贝”水印的数据，而带有“一次拷贝”水印的数据可以被拷贝，但不允许

6、从该拷贝再进一步制作拷贝。2.2.4图像认证在鉴定应用中，使用水印的目标是对数据的修改进行检测。通常可用易碎水印来实现图像认证。认证水印与其它水印相比，对鲁棒性要求最低。除此之外，为了在需要时能够追踪伪造票据的打印机，可以在每一个打印机输出图像中嵌入能够标识打印机的序列号作为伪造追踪的线索。这种用途往往叫做票据防伪；另外还有用于标题与注释，即将作品的标题、注释等内容(如一幅照片的拍摄时间和地点等)以水印形式嵌入作品中。3．数字水印的典型算法[1][2]数字水印嵌入技术按照不同的算法来分，也可以说根据基于的域不同，可以分为时/空域，变换域（D

7、CT，DWT，DFT等），压缩域三大类。时空域直接将水印信息嵌入到音频时域采样，图象空间象素，视频数据的原始载体数据中。变换域算法将水印信息嵌入到音频，图象，视频，三维目标等原始载体的变换域系数中。压缩域算法指将水印嵌入到压缩过程的各种变值域中，以提高对响应压缩技术攻击的鲁棒性为目的。3.1空域算法早期人们对数字水印的研究基本上是基于时空域的，算法相对简单，实时性较强，但是在鲁棒性上不如变换域算法和压缩域算法。其中应用较广的是L．F．Turner与R．G．van[3][4]Schyndel等人的空间域水印算法即最低有效位算法(LSB)与改进

8、算法。由于该算法是通过调整原始数据的最低几位来隐藏信息，使视觉上很难察觉。虽然其有较大的信息嵌入量，但作为数字水印算法，因其基本原理限制，所隐藏的数字水印信息是极为脆弱的，无法经