dct算法优化及其在数字水印中的应用

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1、兰州大学研究生学位论文摘要离散余弦变换(DCT)应用广泛，JPEG、MPEG-1、MPEG一2、MPEG-4和I-I．26x等国际标准均采用了DCT算法。本文研究的2D．DCT可由两次1D．DCT间接实现。针对8X8图像块，根据DCT行列分解算法中系数矩阵的结构特点，设计了一种新的查找算法，由输入数据的取值确定寻址范围，每个地址中存贮地址数与系数的乘积值，利用输入数据进行寻址并找到所存数据(共有15169个，约30．锄①)，仅需128(320)次加法即可完成一维(二维)DCT，避免了乘法与移位。因第二次1D．DCT的输入数据取值范围增大，且不是整数，本文采取了取整近似，仿真结果证

2、明此算法正确有效。在优化DCT算法的基础上，本文还将其应用于数字水印的研究。基于DCT直流分量的数字水印算法容易出现分块效应与可嵌入信息量较少的情况。本文将水印载体图像(512x512)转换成YCbCr形式后进行8x8分块，对每个块的三个分量分别进行二维离散余弦变换，提取每个块的直流系数组成一个矩阵，在矩阵中每个元素的十位数上嵌入2位二值水印图像数据(128x128)，当经过加密后的水印数据为00(01，10，11)时，嵌入时只需将相应的十位数修改成模4余0(1，2，3)，直流系数的修改变动范围为【一-30，30]，最大可嵌入据数量为24567bit。本算法不影响载体图像各种参数

3、的统计特性，提取水印时不需要源数据，是一种盲水印。实验证明本算法有效避免了分块效应，能较好地抵抗裁剪与滤波等攻击。关键词：DCT算法，优化，数字水印，应用兰州大学研究生学位论文AbstractDiscretecosinetransform(DCT)arewidelyused，andadoptedbyinternationalstandardssuchasJPEC‘MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4andH．26xandSOon．2D—DCTcallbeachievedbythetwo1D-DCT,fortheimageblockof8by8，anewsearchalgori

4、thmWasdesignedbythestructuralcharacteristicsofthecoefficientmatraicoftheDCTrankdecompositionalgorithm．Usingvaluesfromtheinputdatatodeterminethescopeofaddressing，eachaddressstoredinproductvalueofthenumberofaddressesandthecoefficient，Thealgorithmusedtheinputdatatofindtheaddressandthestoreddata(

5、atotalof15169，about30．4KB)．Anditalsoavoidedmultiplicationands11ifts，andneededadditoinsof128(320)timestocompleteDCTofone—demensional(two-demeusional)．Thesecondone-dimensionalDCTresultoftheinputdatarangeincreases，andisnotaninteger,thispaperadoptedaroundedapproximation，simulationresultsshowthatt

6、hisalgorithmiscorrectandeffective．OptimizationofDCTalgorithmisusedtoresearchondigitalwatermarkinginthispaper．DigitalwatermarkingalgorithmbasedonDCcomponentofDCTusedtoleadtoblockingeffectandlessoftheamountofinformationcallbeembedded．Thispaperconvertedvectorimages(512x512)intoaYCbCrformatand8x8

7、minutesblocks，andtwo-dimensionaldiscretecosinetransf01"111iSdoneoneachblockofthethreecomponents，extracttheDCcoefficientofeachblocktoformamatrix，every10一digitofeachelementofthismatrixcanembedtwobitswatermarkimagedata(128x128)，whentheencryptedw