DCT域数字图像水印算法比较研究

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1、摘要随着计算机网络技术和数字多媒体技术的飞速发展，信息的发布和传输越来越趋于数字化和网络化，数字信息变得越来越容易获取和存储，信息传输和交流也变得方便而快捷，但同时也引发了越来越严重的数字产品的版权保护问题和数字信息传输的安全问题。数字水印技术就是在这样的背景下产生并发展成为当今研究较为热门的课题之一。数字水印技术被广泛应用于知识产权保护和数字多媒体防伪领域。数字水印的算法发展也呈现出多样性和实用性。本文以静止的数字图像为研究对象，主要围绕离散余弦变换(DCT)域中的加性算法、乘性算法和Bami乘性算法进行深入的比较研究。首先对整幅图像进行离散余弦变换，

2、并将变换系数按照一定的规则进行排序，在排序后中频段的变换系数中嵌入水印信息。其次对嵌入水印的DCT交流系数建立广义高斯分布的统计模型，并在此模型下给出3种算法具体可实现的检测器，理论上比较了3种算法的性能，得出算法的性能好坏取决于DCT广义高斯分布的形状参数，并对嵌入水印的图像进行攻击实验仿真，从仿真实验中得出3种算法受多种攻击后鲁棒性的好坏。特别对于加性算法，随着嵌入强度的增加，无法得到最优的Neyman．Pearson意义下的检测器，那么我们针对加性算法的一种自适应检测器进行详细研究。本课题的研究为以后数字图像水印算法的发展提供了有意义的依据，为以后

3、设计更好的水印算法提供了很好的实际参考价值。关键词：数字水印；广义高斯分布；峰值信噪比；检测概率；自适应检测器AbstractWiththerapiddevelopmentofcomputernetworktechnologyanddigitalmultimediatechnology,informationisreleasedandtransferredmoreandmoredigitallyandnetworkingly,whichmakesinformationeasytobeachievedandstored，andmakesthetransmi

4、ssionandexchangeoftheinformationeasyandquick．Meanwhile，theproblemofinformationsecurityandcopyrightprotectionbecomeincreasinglyprominent．Digitalwatermarkingtechnologygrewupundersuchbackground，anddevelopedintooneoftoday’Smostpopularresearchdirections．Thedigitalwatermarkingtechnolog

5、yhasbeenwidelyusedinthefieldofintellectualpropertyprotectionanddigitalmultimediasecurity．Digitalwatermarkingalgorithmsemergewimthediversityandthepracticality．Inthispaper,thestaticdigitalimagewatermarkingtechnologyisinvestigated．Wecomparethewatermarkingalgorithmsofthediscretecosin

6、etransform(DCT)domainindetail，whichincludetheadditivealgorithm，themultiplicativealgorithmandBarnimultiplicativealgorithm．TheDCTcoefficientsofthewholeimagearereorderedbycertainrules．Thenthemiddlecoefficientsareselectedtobeembeddedbythewatermarkinginformation．AgeneralizedGaussiandi

7、stributionstatisticalmodelforembeddedwatermarkDCTcoe伍cientsiSconstructed，andthreespecificrealizabledetectorsaregiventhatcorrespondtothreewatermarkingalgorithms．Thetheoreticalcomparisonresultsofthethreealgorithmsdrawaconclusionthattheperformanceofthealgorithmdependsontheshapeparam

8、eterofthegeneralizedGaussiandistribution