基于dct的数字水印实用算法研究73472

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1、万方数据总第234期2009年第4期计算机与数字工程Computer&DigitalEngineeringV01．37No．4105基于DCT的数字水印实用算法研究+吴秦明祝幸福李应(福州大学物理与信息工程学院福州350108)摘要作为版权保护的重要手段，数字水印技术已得到了广泛地研究和应用，但实用的图像数字水印技术不多，特别是可抵抗截图的水印算法不多。文章充分考虑到如今JPEG图像使用的广泛，采用DCT域嵌入水印，并进行抵抗截图设计。实验证明该算法对JPEG压缩、截网、高斯噪声等常见图像处理，具有较好的鲁棒性和不可见性。关键词

2、数字水印DCT变换实用算法中图分类号TP39lResearchonDigitalWatermarkingPracticalAlgorithmBasedonDCTWuQinmingZhuXingfuLiYing(CollegeofPhysicsandInformationEngineeringFuzhouUniversity，Fuzhou350108)AbstractAsanimportantmehodtoprotectthecopyright，digitalwatermarkinghasbeenwidelyresearcheda

3、ndused．Butpracticaldigitalwatermarkingisnotenough，especiallywithstandingthesnapshoting．Asweknow，JPEGimageiswidelyused，SOweembedthewatermarkinDCTregionanddesignforwithstandingthesnapshoting．Experimentalre-suitsshowthatthisalgorithmhashighrobustnessandinvisibilitytocom

4、monimageprocessingoperationsuchasJPEGcom-pressing，snapshotingandgaussiannoiseetc．Keywordsdigitalwatermarking，DCTtransform，practicalalgorithmClassNumberTP391引言截图后图像水印信息的相对位置。如今数字图像在网络上广泛传播，由于考虑到图像大小，一般都要压缩成jpg／jpeg格式易于传输。JPEG压缩对空域水印破坏较大，由于数字图像的JPEG标准是对图像矩阵8*8分块DCT变换，为

5、了能够有效抵抗JPEG压缩，采取DCT域嵌入水印，而且也是对图像8*8分块DCT变换后嵌入水印信息u]。另外，考虑到截图工具盛行，特别是不完全截图，即截图后图像大小跟原图像有所差异。细微的差异都可能会使水印信息提取失败。若不考虑截图，本算法属盲水印算法。但为了定位截图后图像中水印信息，本算法需借助原图像定位2水印的选择和编码水印信息有很多种，我们认为，应从实用出发，如图1，预先绘制的二值图像且背景黑色效果最圈篆盖曼≮龛譬銎言謇薹图1二值图像水印问太大，文本信息只要1bit变化，信息就发生改变。预先绘制的二值图像，占空间小，对载体

6、图像破坏小，也很直观，水印若遭到部分破坏，也能直观地看到部分水印，仍可实现鉴定图像版权等作用。可读入二值图像，并将值放入一个矩阵，编码成0、1序列，等待嵌入。·收稿日期：2008年12月12日，修回日期：2009年1月7日作者简介：吴秦明，男，研究方向：数字水印、数字信号处理。祝幸福，男，研究方向：数字签名、数字水印。李应，男，博士，副教授，研究方向：音频数据检索、信息安全、数字水印。万方数据106吴秦明等：基于DCT的数字水印实用算法研究第37卷3分块DCT域嵌入水印信息算法基本思想：先将原始图像分成8×8的小块，再分别对每个

7、小块做DCT变换。每个小块隐藏1bit信息。隐藏的方法是通过调整小块中两个固定的DCT系数的相对大小来表示秘密信息(0或1)[“。假定要调整的两个位置为(ul，v1)和(u2，v2)，对应的DCT系数为D(ul，v1)和D(u2，v2)。如果要嵌入的水印信息为“0”，则保证D(ul，口1)>D(u2，v2)；如果要嵌入的水印信息为“1”，则保证D(“1，v1)

8、减去一个阈值alpha，使较小的值更小，这样这两个位置差异值将大于alpha。alpha值的大小决定了嵌入水印的强度。alpha值过大，嵌入后的图像会明显降质；alpha值过小，水印的稳健性降低。另外，为了兼顾水印的不可见性和稳健性，通常将水印嵌入到DCT系数的