基于DCT变换的数字水印研究及其MATLAB实现

%------------------------------------------------------------------%% 基于DCT变换的信息隐藏(数字水印)嵌入算法的设计% %%-----------------------------------------------------------=------%clear all;close all;clc%-----------------读入"W"，并进行WPP处理---------------------wm0=imread('watermark.bmp');% wm0=imresize(wm0,[64 64]);[Mm,Nm]=size(wm0) ; %计算水印图象的高度和宽度n=Mm*Nm;subplot(131)imshow(wm0);title('my watermark');wm=double(wm0);for i=1:Mmfor j=1:Nmif wm(i,j)==0wm(i,j)=-1;endendend%-----------------------读入"C"，并进行CPP处理--------------------------% cover_image=imread('cameraman.tif');cover_image=imread('lena.bmp');[Mc,Nc]=size(cover_image); %计算载体图象的高度和宽度subplot(132);imshow(cover_image);title('my coverimage');cover_image=double(cover_image);%读入原始宿主图象，并转换为双精度数组%------------------分块DCT变换,嵌入水印----------------------------%设置水印嵌入强度% k=369;%设置嵌入位置x=3;y=5;%设定图象的分块大小为8*8blocksize=8;c=Mc/blocksize;d=Nc/blocksize;m=c*d;%计算图象划分的图象块%判断载体图像尺寸是否适合水印大小if n>merror('^_^ Dear classmates~~~~~~The watermark is too large to be imbeded into the coverimage,hehe~~~');end%分块DCT变换，嵌入水印for j=1:cfor i=1:ddct_block=dct2(cover_image((1+(j-1)*8):j*8,(1+(i-1)*8):i*8));dct_block(x,y)=k*wm(j,i);watermarked_image((1+(j-1)*8):j*8,(1+(i-1)*8):i*8)=idct2(dct_block);endend%------------------------------------------------------------------%生成并输出嵌入水印后的图象imwrite(uint8(watermarked_image),'watermarked_image.bmp','bmp');%显示嵌入水印后的图象subplot(133);imshow(uint8(watermarked_image))title('watermarkedImage')隐藏信息提取程序，我写的！close all ;clc%定义一个空空间来存储提取的水印wm_image=zeros(32,32);% subplot(122);% imshow(wm_image);%read the marked image and transfer it to double precise%-------------------------------------------------------watermarked_image=imread('watermarked_image.bmp');[M_marked,N_marked]=size(watermarked_image);subplot(121);imshow(watermarked_image);title('The marked image') ;watermarked_image=double(watermarked_image);blocksize=8;k=1/70;x=3;y=5;c=M_marked/blocksize;d=N_marked/blocksize;for j=1:cfor i=1:ddct_markedblock=dct2(watermarked_image((1+(j-1)*8):j*8,(1+(i-1)*8):i*8)); if k*dct_markedblock(x,y)>0wm_image(j,i)=1;elsevm_image(j,i)=0;endendendsubplot(122);imshow(wm_image);title('mark image');imwrite((wm_image),'MYwm_image.bmp','bmp');。

要摘数字水印（Digital Watermark）技术是指用信号处理地方法在数字化地多媒体数据中嵌入隐蔽地标记，这种标记通常是不可见地，只有通过专用地检测器或阅读器才能提取.数字水印是信息隐藏技术地一个重要研究方向.随着数字水印技术地发展，数字水印地应用领域也得到了扩展，数字. 水印地基本应用领域是版权保护、隐藏标识、认证和安全不可见通信当数字水印应用于版权保护时，潜在地应用市场在于电子商务、在线或离线地分发多媒体内容以及大规模地广播服务.数字水印用于隐藏标识时，可在医学、制图、数字成像、数字图像监控、多媒体索引和基于内容地检索等领域得到应用.数字水印地认证方面主要ID卡、信用卡、ATM卡等上面数字水印地安全不可见通信将在国防和情报部门得到广泛地应用.本文主要是根据所学地数字图象处理知识，在MATLAB环境下，通过系统编程地方式，建立并实现基于DCT域地数字水印加密系统.该系统主要包含数字水印地嵌入与提取，仿真结果表明，数字水印算法具有有效性、可靠性、抗攻击性、鲁棒性和不可见性，能够为数字媒体信息在防伪、防篡改、认证、保障数据安全和完整性等方面提供有效地技术保障.DCTTLAB；关键词：数字水印；MA录目1 课程设计目地 (1)2 课程设计要求 (2)3 数字水印技术基本原理 (3).......................................................................................................... 33.1 数字水印基本框架.......................................................................................................................... 3算法分类 3.2 ................................................................................................................. 43.2.1 DCT 法.............................................................................................................. 4其他方法 3.2.2 ...................................................................................................... 43.3 实际需要考虑地问题.............................................................................................................. 4不可见性 3.3.1 .................................................................................................................. 5 3.3.2 鲁棒性.............................................................................................................. 5 3.3.3 水印容量3.3.4 安全性 (5)4 基于DCT变换仿真............................................................................................................................................................................................................................ 6 4.1 算法原理.............................................................................................................. 6 4.1.1 准备工作.................................................................................................. 78*8变换块4.1.2 选取.......................................................................................................... 7边界自适应 4.1.3 ................................................................................................. 74.1.4 DCT变换与嵌入.............................................................................................................. 8 4.1.5 恢复空域.................................................................................................................. 8嵌入算法扩展4.2 ......................................................................... 8彩色图像三个矩阵地划分4.2.1 RGB...................................................................................................... 8 4.2.2 八色彩色水印...................................................................................................................... 9水印地提取 4.3 .......................................................................................................................... 9 仿真程序4.45 结果分析..................................................................................................................14结束语..........................................................................................................................16参考文献......................................................................................................................17课程设计目地1数字水印技术是用信号处理地方法在数字化地多媒体数据中嵌入隐蔽地标记，这种标记通常是不可见地，只有通过专用地检测器或阅读器才能提取.数字水印是信息隐藏技术地一个重要研究方向.在数字水印技术中，水印地数据量和鲁棒性构成了一对基本矛盾.从主观上讲，理想地水印算法应该既能隐藏大量数据，又可以抗各种信道噪声和信号变形.然而在实际中，这两个指标往往不能同时实现，不过这并不会影响数字水印技术地应用，因为实际应用一般只偏重其中地一个方面.如果是为了隐蔽通信，数据量显然是最重要地，由于通信方式极为隐蔽，遭遇敌方篡改攻击地可能性很小，因而对鲁棒性要求不高.但对保证数据安全来说，情况恰恰相反，各种保密地数据随时面临着被盗取和篡改地危险，所以鲁棒性是十分重要地，此时，隐藏数据量地要求居于次要地位.数字水印技术是通过一定地算法将一些标志性信息直接嵌到多媒体内容当中，但不影响原内容地价值和使用，并且不能被人地知觉系统觉察或注意到.水印信息可以是作者地序列号、公司标志、有特殊意义地文本等，可用来识别文件、图像或音乐制品地来源、版本、原作者、拥有者、发行人、合法使用人对数字产品地拥有权.与加密技术不同，数字水印技术并不能阻止盗版活动地发生，但它可以判别对象是否受到保护，监视被保护数据地传播、真伪鉴别和非法拷贝、解决版权纠纷并为法庭提供证据.总地来说，数字水印可以携带有版权保护信息和认证信息，保护数字产品地合法拷贝和传播.课程设计要求2利用所学地数字图像处理技术，建立并实现基于DCT地数字水印加密系统，利用MATLAB软件系统来实现水印地嵌入和提取，并对算法地不可见性、鲁棒性进行测试.具体要求：TLAB程序设计方法；（1）熟悉和掌握MA TLAB图像处理工具箱；2）学习和熟悉MA （工具箱对图像进行处理和分析；）学会运用MA TLAB（3格式进行打开、保存、另存、退出等功能操作；）能对图像jpg（4软件对图像进行水印地嵌入和提取；）利用所学数字图像处理技术知识、MATLAB（5（6）在程序开发时，清楚主要实现函数目地和作用，需要在程序书写时做适当注释说明，理解每一句函数地具体意义和使用范围；.）每个程序都必须做到功能仿真成功，运行结果以图片地形式粘贴到报告中（7数字水印技术基本原理3数字水印基本框架3.1一个数字水印系统一般包括三个基本方面：水印地生成、水印地嵌入和水印地提取或检测.数字水印地嵌入和提取地一般过程基本框架如图3.1，图3.2所示.水印生成算法(G)数字水原始载体数(J)水印嵌入算私公(K)图3.1 水印嵌入地一般过程基本框架数字水(W)原始数据水印检测算法估计水印（W）/相似度检测) (I待检测数据W私钥/公钥(K)图3.2 水印检测地一般过程基本框架算法分类3.2.根据水印实现方法不同，数字水印可分为空（时）域数字水印和频域数字水印空域数字水印是直接在信号空间上叠加水印信号，而频域法加入数字水印地原理是首先将原始信号（语音一维信号、图像二维信号）变换到频域，常用地变换一般有DWT、DCT、DFT、WP和分形.然后，对加入了水印信息地信号进行频域反变换（IDWT、IDCT、DFT、WP），得到含有水印信息地信号.频域法检测水印地原理是将原始信号与待检测信号同时进行变换域变换，比较两者地区别，进行嵌入水印地逆运算，得出水印信息.如果是可读地水印，那么就此结束，如果是不可读水印，如高斯噪声，就将得出地水印与已知水印作比较，由相关性判断，待检测信号含不含水印，故水印地检测有两个结束点.频域法有以下优点：嵌入地水印信号能量可以分布到空域地所有像素上，有利于保证水印地不可见性；视觉系统（HVS）地某些特性（如频率地掩蔽特性）可以更方便地结合到水印编码过程中；频域法可与国际数据压缩标准兼容，从而实现在压缩域（compressed domain）内地水印编码.法3.2.1 DCT．对原始信号做DCT地算法：Cox和Piva等人提出地DCT技术地经典之作.Cox利用随机数发生器产生标准正态序列作为水印信息对图像进行整体DCT变换后，选取除去DC系数之外部分较低频率系数叠加水印信息。

基于dct域的数字水印算法
数字水印技术是应用于数字版权保护领域的一种技术手段。

在数字媒体的传输和复制
过程中，数字水印技术可以将一些特定的信息加入到原始媒体中，使得这些信息不易被发
现和删除，从而防止数字媒体的盗版和篡改。

其中基于DCT域的数字水印算法是当前常用
的数字水印算法之一。

DCT变换是一种广泛应用于图像压缩中的技术，它会将图像分解成一系列DCT系数。

基于DCT域的数字水印算法通过利用图像的DCT系数，将水印信息隐藏在DCT系数中，从
而实现了数字媒体的保护。

基于DCT域的数字水印算法主要包括以下步骤：
一、水印信息的嵌入
1.将原始图像通过DCT变换得到一组DCT系数。

2.将水印信息转换为二进制序列，并将其嵌入到DCT系数中。

1.对含有水印信息的图像重新进行DCT变换。

3.对比提取出的二进制序列与原始水印信息，判断是否一致。

1.嵌入过程简单：通过将水印信息嵌入到DCT系数中，可以避免在图像像素域内的复
杂计算和处理，从而提高了嵌入过程的效率。

2.抗攻击性强：由于水印信息被嵌入到DCT系数中，在图像压缩、旋转、裁剪等操作
中也不容易被破坏，因此抗攻击性较强。

3.鲁棒性好：基于DCT域的数字水印算法水印信息的嵌入不会对图像的色调、饱和度、亮度等造成影响，因此不会产生图像视觉上的畸变。

基于DCT域的数字水印算法在数字版权保护领域具有广泛的应用，但其嵌入的水印信
息难以被视觉感知，需要通过专门的算法来提取和检测。

基于DCT的数字水印算法的研究Research of Digital Watermarking Algorithm Based on Discrete CosineTransform摘要近年来，由于网络的迅猛发展，越来越多的多媒体信息已经走向数字化。

人们可以从网上更加方便的取得各类信息，可以更加方便的对别人的作品进行篡改，复制等，由此带来的版权维护问题也日益严重。

版权维护也越来越受到人们的关注了，数字水印技术是解决这类问题最有效的手段，所以数字水印技术现在已然成为了研究的热点。

本文是对基于DCT域数字水印算法的研究，简要介绍数字水印的发展，基本原理等，在MATLAB环境中完成两种基于DCT域数字水印算法的设计。

第一种是基于DCT图像全局变换的数字水印算法，而第二种则可以认为是第一种算法的改进，是基于DCT域分块水印算法。

然后对于水印系统的鲁棒性，进行一些攻击测试，有盐噪声攻击、高斯噪声攻击、旋转攻击、剪切攻击、JPEG有损压缩攻击等，对比分析哪种算法更好。

虽然说该课题只不过是对现有的数字水印技术进行了一个比较简单的研究，但是让我们充分认识到了数字水印技术对我们日常生活的重要性。

关键词：数字水印DCT 攻击测试AbstractIn recent years,with the rapid development of the network,more and more multimedia information has been digitized.People can obtain various kinds of information from the Internet more convenient, the work of others will be altered and copied more convenient, copyright protection issues are also increasingly serious. People are more and more concerned about copyright protection, digital watermarking technology is the most effective means to solve these problems, so the digital watermarking technology has become a hot topic now.This article is to study based on DCT-domain digital watermarking algorithm, introduced the development of digital watermarking and the basic principles etc,completed two design schemes based on DCT-domain digital watermarking algorithm in MATLAB environment. The first one is based on digital image watermarking algorithm global transformation of DCT, while the second one can be considered to improve the first algorithm, which is based on DCT-domain block watermarking algorithm. Then for the robustness of the watermarking system, we performed some attack test, salt noise attack, Gaussian noise attack and spin attack, cropping attack, JPEG compression attack, in order to prove which is better. Although the subject is a relatively simple research for the existing digital watermarking technique , but it let us aware of the importance of digital watermarking technology in our daily life.Key words:Digital watermarking DCT Robustness Attack test目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................................... I I 绪论 .. (1)1 数字水印的介绍 (3)1.1 数字水印定义及基本特点 (3)1.1.1 定义 (3)1.1.2 基本特点 (3)1.2 数字水印基本原理 (3)1.2.1 水印嵌入 (4)1.2.2 水印提取 (4)1.3 数字水印分类 (5)1.4 数字水印的常见算法 (6)1.4.1 空域算法 (6)1.4.2 变换域算法 (6)1.4.3 JPEG压缩域算法 (6)1.4.4 NEC算法 (7)1.4.5 生理模型算法 (7)2 开发工具和环境 (8)2.1 MATLAB简介 (8)2.2 MATLAB语言特点 (8)3 基于DCT域数字水印算法实现 ................................................... 错误!未定义书签。

基于图像预处理的DCT数字水印算法及其MATLAB实现冯战申;贺勤;臧振戎
【期刊名称】《许昌学院学报》
【年(卷),期】2009(028)002
【摘要】介绍了数字水印的产生、发展及其应用,讨论了数字水印的分类,提出了图像的预处理思想,利用MATLAB中的剪切函数、缩放函数,以及调整图像直方图的方法对图像进行预处理,并用MATLAB进行了仿真.实验结果表明:预处理在DCT数字水印算法的前期工作中有较好作用.
【总页数】5页(P90-94)
【作者】冯战申;贺勤;臧振戎
【作者单位】许昌学院,数学系,河南,许昌,461000;许昌学院,数学系,河南,许
昌,461000;许昌学院,数学系,河南,许昌,461000
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.41
【相关文献】
1.基于DCT数字水印算法的Matlab实现 [J], 任晓扬;韩勇
2.一种基于万有引力定律的图像预处理和DCT的数字水印算法 [J], 欧静
3.基于图像纹理特性的DCT域数字水印算法 [J], 程兴国;张建华
4.一类新的DCT数字水印算法及其MATLAB实现 [J], 田勇;贺勤
5.基于DCT域的图像数字水印算法及matlab实现 [J], 吴和静;闵昆龙;刘芳;刘兴鹏
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毕业设计中文摘要毕业设计英文摘要目次1 绪论 (1)课题的研究现状及热点问题 (1)数字水印的关键技术及应用 (2)本文的主要研究内容 (5)2 数字水印的基本原理 (6)DCT域数字水印嵌入原理 (6)DCT域数字水印提取原理 (6)本章小结 (7)3 数字水印的嵌入设计 (7)DCT域数字水印嵌入流程 (7)水印嵌入的结果 (8)本章小结 (11)4 数字水印的提取设计 (12)DCT域数字水印提取流程 (12)水印提取的结果 (13)本章小结 (15)5 鲁棒性分析 (16)抗噪声测试 (16)抗压缩测试 (20)本章小结 (21)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (25)附录A (25)附录B (27)1 绪论课题的研究现状及热点问题随着计算机的普及，许多传统媒体内容都向数字化转变，并且在电子商务中即将占据巨大市场份额，如mp3的网上销售，数字影院的大力推行，网上图片、电子书籍销售等等，在无线领域，随着移动网络由第二代到第三代的演变，移动用户将能方便快速的访问因特网上数字媒体内容，基于有线或无线网络的数字媒体内容的应用即将是信息时代新的传统。

但是，数字媒体内容的安全问题成了瓶颈问题，一度制约着信息化进程。

为了有效地解决信息安全和版权保护等问题,近年来提出了加解密、数字签名、数字指纹、数字水印等多种技术。

其中数字水印是20世纪90年代出现的一门崭新的技术,它通过在数字产品中嵌入水印信息来确定数字产品的所有权或检验数字内容的原始性[1]。

它弥补了加解密技术不能对解密后的数据提供进一步保护的不足, 弥补了数字签名不能在原始数据中一次性嵌入大量信息的弱点, 弥补了数字指纹仅能给出版权破坏者信息的局限[2]。

国际上一些成立了专门的机构，如拷贝保护技术工作组（CPTWG,Copy Protection Technique Working Group）从1995年开始致力于基于DVD的视频版权保护研究，安全数字音乐创始（SDMI,Secure Digital Music Initiative）从1999年开始研究音频的版权版护，数字水印是其中的核心关键技术。

一种基于Arnold-DCT变换的数字水印的MATLAB实现作者：马婷熊顺清左海平来源：《科教导刊》2010年第18期摘要现在基于数字信息被便捷的复制和修改,对数字信息的保护便变得极为重要,因此数字水印技术成为了研究热点之一。

本文是采用经典的Lena图像作为测试图像,将二值图像作为水印,对水印图像先进行Arnold变换,然后将置乱后的水印嵌入到原图像中。

可知基于DCT域的数字水印技术对信号处理攻击具有较好的鲁棒性。

本文是将Arnold与DCT结合起来设计数字水印方案,并在MATLAB7.0平台上进行了仿真实验。

关键词数字水印离散余弦变换 Arnold变换中图分类号:TP39文献标识码:A0 引言现在网络的迅猛发展,使得信息的交流与传播变得极为容易与简单,数字信息被便捷的复制和修改,基于这种现状对数字信息的保护便变得其为重要,因此数字水印技术成为了研究热点之一。

1 数字水印技术简介所谓数字水印技术就是将数字、序列号、文字、图像标志等版权信息嵌入到多媒体数据中,以起到保护版权、秘密通信、数据文件的真伪鉴别和产品标志等作用。

不同的应用领域对数字水印有不同的要求,但一般来讲,数字水印应具备如下特点:(1)安全性:即数字水印中的信息应该是安全的,难以被篡改或伪造,使未授权的用户无法提取或检测水印。

(2)不可感知性:一般来说,数字水印的不可感知性就是指原始产品与嵌入水印后的产品之间的感官相似度。

通俗地讲,就是嵌入水印后的图像与未嵌入水印之前的图像在视觉上是没有任何差别的,即要求嵌入水印之后的图像仍能满足人们感官上的需求,且嵌入的水印不能影响原始产品的质量,否则将会降低产品的观赏价值和商业价值等。

(3)鲁棒性:嵌入水印后的图像在传播过程中要受到各种有意无意的攻击,那么水印系统的鲁棒性就是指在经过信号处理操作和几何处理操作后仍然能够检测出水印的能力。

一般情况下,信号处理操作包括重采样、重量化、滤波、平滑和有损压缩等;几何处理操作包括平移、旋转、缩放和剪切等。

基于DCT的数字水印研究与实现作者：程俊来源：《电脑知识与技术》2011年第04期摘要：数字水印技术是解决版权保护问题的有效技术手段。

该文分析了基于离散余弦变换的数字水印算法，并采用MATLAB实现了该算法的水印嵌入、提取和攻击实验，仿真结果表明该算法具有较好的鲁棒性和不可见性。

关键词：DCT；鲁棒性；仿真中图分类号：TP391 文献标识码：B文章编号：1009-3044(2011)04-0860-02Research and Implementation of Digital Watermarking Based on DCTCHENG Jun(College of Physical and Information Science, Hunan Normal University, Changsha 410081, China)Abstract: The digital watermarking technique is an important means to solve the problem of copyright protection effectively. This paper analyzed digital watermarking algorithm based on discrete cosine transform, and realized watermark embedding and extracting and attack of the algorithm by using MATLAB. The simulation results show that the algorithm has good robustness and visibility.Key words: DCT; robustness; simulate离散余弦变换(Discrete Cosine Transform) 简称DCT。

基于DCT变换的数字图像水印研究
数字图像水印技术是一种将信息嵌入到数字图像中的方法，以实现版权保护、身份认证等目的。

近年来，DCT变换已成为
数字图像水印技术中广泛使用的一种方法。

DCT变换是将一个信号从时域转换到频域的方法，它通过将
信号分解为不同频率的基本信号来实现这一转换。

DCT变换
常常被用于数字信号处理中，特别适合于图像和音频信号处理。

在数字图像水印中，DCT变换通常被用于嵌入和提取水印信息。

嵌入水印信息时，原始图像首先通过DCT变换转换到频域，然后选择一些低频和中频的DCT系数进行改变，嵌入水
印信息。

提取水印信息时，首先需要对被嵌入水印的图像进行DCT变换，得到一组DCT系数。

然后通过比较这些系数和原
始图像中对应的系数，提取出嵌入的水印信息。

DCT变换的优点在于其能够将某些频率的信息集中在少数几
个DCT系数中，从而使得水印信息嵌入到图像中的影响最小化。

此外，DCT变换的实现简单，计算速度快，非常适合于
用于数字图像水印中。

数字图像水印研究中的挑战主要在于如何在水印信息嵌入和提取过程中保持图像的质量。

如果嵌入的水印信息造成原始图像的失真，则会影响到图像的清晰度和视觉效果。

因此，需要在水印信息嵌入和提取的过程中找到一个合适的平衡点，以保证水印信息的可见性和图像的质量。

总的来说，DCT变换是数字图像水印中一种非常有效的工具。

它能够将水印信息嵌入到图像中的同时不影响原始图像的质量，为数字版权保护提供了很大的帮助。

在未来的研究中，我们可以探索更加先进的DCT变换方法，以进一步提高数字图像水
印的安全性和可靠性。

摘要数字水印（Digital Watermark）技术是指用信号处理地方法在数字化地多媒体数据中嵌入隐蔽地标记，这种标记通常是不可见地，只有通过专用地检测器或阅读器才能提取.数字水印是信息隐藏技术地一个重要研究方向.随着数字水印技术地发展，数字水印地应用领域也得到了扩展，数字水印地基本应用领域是版权保护、隐藏标识、认证和安全不可见通信.当数字水印应用于版权保护时，潜在地应用市场在于电子商务、在线或离线地分发多媒体内容以及大规模地广播服务.数字水印用于隐藏标识时，可在医学、制图、数字成像、数字图像监控、多媒体索引和基于内容地检索等领域得到应用.数字水印地认证方面主要ID卡、信用卡、A TM卡等上面数字水印地安全不可见通信将在国防和情报部门得到广泛地应用.本文主要是根据所学地数字图象处理知识，在MA TLAB环境下，通过系统编程地方式，建立并实现基于DCT域地数字水印加密系统.该系统主要包含数字水印地嵌入与提取，仿真结果表明，数字水印算法具有有效性、可靠性、抗攻击性、鲁棒性和不可见性，能够为数字媒体信息在防伪、防篡改、认证、保障数据安全和完整性等方面提供有效地技术保障.关键词：数字水印；MA TLAB；DCT目录1 课程设计目地 (1)2 课程设计要求 (2)3 数字水印技术基本原理 (3)3.1 数字水印基本框架 (3)3.2 算法分类 (3)3.2.1 DCT法 (4)3.2.2 其他方法 (4)3.3 实际需要考虑地问题 (4)3.3.1 不可见性 (4)3.3.2 鲁棒性 (5)3.3.3 水印容量 (5)3.3.4 安全性 (5)4 基于DCT变换仿真 (6)4.1 算法原理 (6)4.1.1 准备工作 (6)4.1.2 选取8*8变换块 (7)4.1.3 边界自适应 (7)4.1.4 DCT变换与嵌入 (7)4.1.5 恢复空域 (8)4.2 嵌入算法扩展 (8)4.2.1 RGB彩色图像三个矩阵地划分 (8)4.2.2 八色彩色水印 (8)4.3 水印地提取 (9)4.4 仿真程序 (9)5 结果分析 (14)结束语 (16)参考文献 (17)1 课程设计目地数字水印技术是用信号处理地方法在数字化地多媒体数据中嵌入隐蔽地标记，这种标记通常是不可见地，只有通过专用地检测器或阅读器才能提取.数字水印是信息隐藏技术地一个重要研究方向.在数字水印技术中，水印地数据量和鲁棒性构成了一对基本矛盾.从主观上讲，理想地水印算法应该既能隐藏大量数据，又可以抗各种信道噪声和信号变形.然而在实际中，这两个指标往往不能同时实现，不过这并不会影响数字水印技术地应用，因为实际应用一般只偏重其中地一个方面.如果是为了隐蔽通信，数据量显然是最重要地，由于通信方式极为隐蔽，遭遇敌方篡改攻击地可能性很小，因而对鲁棒性要求不高.但对保证数据安全来说，情况恰恰相反，各种保密地数据随时面临着被盗取和篡改地危险，所以鲁棒性是十分重要地，此时，隐藏数据量地要求居于次要地位.数字水印技术是通过一定地算法将一些标志性信息直接嵌到多媒体内容当中，但不影响原内容地价值和使用，并且不能被人地知觉系统觉察或注意到.水印信息可以是作者地序列号、公司标志、有特殊意义地文本等，可用来识别文件、图像或音乐制品地来源、版本、原作者、拥有者、发行人、合法使用人对数字产品地拥有权.与加密技术不同，数字水印技术并不能阻止盗版活动地发生，但它可以判别对象是否受到保护，监视被保护数据地传播、真伪鉴别和非法拷贝、解决版权纠纷并为法庭提供证据.总地来说，数字水印可以携带有版权保护信息和认证信息，保护数字产品地合法拷贝和传播.2 课程设计要求利用所学地数字图像处理技术，建立并实现基于DCT地数字水印加密系统，利用MATLAB软件系统来实现水印地嵌入和提取，并对算法地不可见性、鲁棒性进行测试.具体要求：（1）熟悉和掌握MA TLAB程序设计方法；（2）学习和熟悉MA TLAB图像处理工具箱；（3）学会运用MA TLAB工具箱对图像进行处理和分析；（4）能对图像jpg格式进行打开、保存、另存、退出等功能操作；（5）利用所学数字图像处理技术知识、MATLAB软件对图像进行水印地嵌入和提取；（6）在程序开发时，清楚主要实现函数目地和作用，需要在程序书写时做适当注释说明，理解每一句函数地具体意义和使用范围；（7）每个程序都必须做到功能仿真成功，运行结果以图片地形式粘贴到报告中.3 数字水印技术基本原理3.1 数字水印基本框架一个数字水印系统一般包括三个基本方面：水印地生成、水印地嵌入和水印地提取或检测.数字水印地嵌入和提取地一般过程基本框架如图3.1，图3.2所示.图3.1 水印嵌入地一般过程基本框架图3.2 水印检测地一般过程基本框架3.2 算法分类根据水印实现方法不同，数字水印可分为空（时）域数字水印和频域数字水印.空域数字水印是直接在信号空间上叠加水印信号，而频域法加入数字水印地原理是首先将原始信号（语音一维信号、图像二维信号）变换到频域，常用地变换一般有DWT、DCT、DFT、WP和分形.然后，对加入了水印信息地信号进行频域反变换（IDWT、IDCT、DFT、WP），得到含有水印信息地信号.频域法检测水印地原理是将原始信号与待检测信号同时进行变换域变换，比较两者地区别，进行嵌入水印地逆运算，得出水印信息.如果是可读地水印，那么就此结束，如果是不可读水印，如高斯噪声，就将得出地水印与已知水印作比较，由相关性判断，待检测信号含不含水印，故水印地检测有两个结束点.频域法有以下优点：嵌入地水印信号能量可以分布到空域地所有像素上，有利于保证水印地不可见性；视觉系统（HVS）地某些特性（如频率地掩蔽特性）可以更方便地结合到水印编码过程中；频域法可与国际数据压缩标准兼容，从而实现在压缩域（compressed domain）内地水印编码.3.2.1 DCT法对原始信号做DCT地算法：Cox和Piva等人提出地DCT技术地经典之作.Cox利用随机数发生器产生标准正态序列作为水印信息对图像进行整体DCT变换后，选取除去DC系数之外部分较低频率系数叠加水印信息。

毕业设计(论文)设计论文题目：基于DCT域图像数字水印算法的设计与实现学生姓名：学生学号：专业班级：学院名称：指导老师：学院院长：年5 月27一种基于DCT域图像数字水印算法的设计与实现摘要数字作品引发的盗版问题和版权纷争已成为日益严重的社会问题的今天，数字水印是实现数字产品版权保护和安全维护的有效办法，其在所有权水印标记搜索、拷贝控制、指纹识别等多方面都得以应用。

针对图像的水印方案是最近几年研究的主流方向，本文重点研究了基于DCT域的图像数字水印的设计和实现方法。

第一章介绍了数字水印目前的研究现状，并简单描述了将实现的图像数字水印系统的构思和预期目标；第二章介绍了本文所涉及的主要相关知识和技术；第三章讨论选择MATLAB作为实现系统的工具的目的和优势以及系统环境配置；第四章为本论文的主要部分，是系统实现的具体过程，包括主要步骤水印嵌入、水印提取、水印检测。

从实验结果看，系统能保证水印的不可见性，并保持较好的鲁棒性，即使在攻击下仍有不错的视觉效果，相关系数也符合数字水印质量指标的要求。

关键词：图像水印，离散余弦变换，人眼视觉系统Design and Implement of Digital Image Watermark Based on DCTAbstractNowadays, disputes of digital entries caused by piracy and copyright have become an increasingly serious social problem, so digital watermarking has been the effective measures to protect digital copyright and maintain security, and it has been applied into ownership Watermark Search, Copy control, fingerprint identification and other aspects.Image Watermarking against the program in recent years is the main research direction. This paper focuses on a DCT-based image digital watermark design and implementation. Chapter I provides a digital watermark current status of research and simple description of the idea and expected target of achieve image digital watermarking system; The second chapter describes the knowledge and technology the paper mainly related; The third chapter discusses optioning MATLAB as a tool to achieve the purpose and advantages and the environment of the system configuration; Chapter IV of the main thesis of this part is the specific process of the system implementation, including major steps, watermark embedding, watermark extraction, watermark detection. From the experimental results, the system can ensure that the watermark is not visible, and maintain better robustness, Even in the attack are still good visual effects, and the correlation coefficient is also in line with digital watermarking quality objectives.Key Words: Digital Watermark , Discrete Cosine Transformation(DCT), Human Visual System (HVS)目录1 绪论 (1)1.1 国内外研究状况 (1)1.2 系统目标分析 (3)1.3 系统设计构想 (4)2 系统关键技术介绍 (4)2.1 数字水印 (4)2.1.1 数字水印的基本框架 (5)2.1.2 数字水印的特点 (6)2.1.3 数字水印的分类 (7)2.2 离散余弦变换 (8)2.3 人眼视觉感知系统 (10)3 系统环境配置及工具选择 (12)3.1 开发工具的介绍与选择 (12)3.1.1 MATLAB (12)3.1.2 C/C++ (13)3.1.3 关于图像水印 (14)3.2 工作环境的配置 (14)4 系统实现 (15)4.1 水印嵌入 (15)4.1.1 水印嵌入思路分析 (15)4.1.2 水印嵌入步骤 (15)4.2 水印提取 (17)4.2.1 水印提取思路分析 (17)4.2.2 水印提取步骤 (17)4.3 水印测试 (18)4.3.1 白噪声攻击测试 (19)4.3.2 JPEG压缩攻击测试 (20)4.3.3 高斯低通滤波攻击测试 (20)4.4 本章小结 (21)5 总结 (21)致谢 (22)参考文献 (23)1 绪论近年来，随着宽带网的发展，数字化信息开始在网上流行。

基于DCT变换的数字水印研究及其MATLAB实现
阳鑫
【期刊名称】《信息技术》
【年(卷),期】2010(000)011
【摘要】数字水印技术是在数字产品的版权保护中起着非常重要的作用.概括了数字水印技术的现状及其基本原理,提出了一种基于离散余弦变换(DCT)的数字水印算法,并用MATLAB对水印的嵌入和提取进行了仿真实验.结果表明,该方法具有良好的隐蔽性和鲁棒性.
【总页数】3页(P129-131)
【作者】阳鑫
【作者单位】重庆邮电大学光电工程学院,重庆,400065
【正文语种】中文
【中图分类】TP301
【相关文献】
1.基于DCT变换的图像压缩编码的MATLAB实现 [J], 彭干涛;禹峰;林嘉居
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