基于DCT的數字水印系統

王憶慈++周慧++呂爽++丁超洋

摘要：隨著現代科學技術的迅猛發展，信息交流成為人們學習的一種途徑，但也成為犯罪者用來獲利的主要方式之一。本文中主要介紹個人版權信息的保護。通過隱藏在作品中的數字水印信息就可以了解原作品的作者信息、銷售途徑并且能夠辨別作品的真偽，實現防偽溯源以及版權保護。

關鍵詞：數字水印；DCT變換；版權保護

中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）10-0070-02

1 引言

數字水印在現實生活中的應用逐漸增多，該技術可以應用于數字作品的版權保護、傳遞比載體信息更加重要的秘密信息。國家也越來越重視這方面的相關研究，而數字水印的魯棒性等則是研究的重點。數字水印所具有的強大的魯棒性保證了嵌入作品的水印難以被攻擊者破壞、篡改，即使在傳遞作品過程中經過多次有意或無意的信號處理之后，依然能夠保持它的部分完整性并通過一定算法將水印從原作品中提取出來，鑒別出水印的真偽。

2 算法原理

2.1 DCT變換

離散余弦變換（Discrete Cosine Transform）是可分離的變換，其變換核為余弦函數，是數碼率壓縮需要常用的一個變換編碼方法，該算法將原畫面信息塊轉換成代表不同頻率分量的系數集。

2.2 二維離散余弦變換

二維DCT正變換核為：

式中：x，u=0，1，2，…，M-1；y，v=0，1，2，…，N-1；

二維DCT定義如下：

設f（x，y）為M×N的數字圖像矩陣，則：

式中：x，u=0，1，2，…，M-1；y，v=0，1，2，…，N-1；

DCT是先將整體圖像分成N×N像素塊，然后對N×N像素塊逐一進行DCT變換。一般取N=8。因為隨著N增大效率提高，而當N大于8的時候效率提高不明顯復雜度反而大為增加。

3 DCT水印嵌入過程圖

如圖1。

4 實驗結果與分析

本次實驗用到的原始圖像（圖2）為256×256，水印圖像為32×32。為了檢測嵌入水印的魯棒性，分別對嵌入水印的圖片進行中值濾波攻擊（如圖3）、變小攻擊（如圖4）以及旋轉攻擊（如圖5）。

從實驗結果可以看出，嵌入水印的圖像除了經過中值濾波的攻擊后水印有稍許改變之外，其他攻擊均沒有破壞原水印的完整性。說明DCT保證了數字水印良好的魯棒性。

5 結語

本文講解了基于DCT的數字水印系統的研究背景、研究意義以及在平常生活中的具體應用，實驗表明基于DCT變換的數字水印經過惡意攻擊以及變形之后仍然能夠保持水印的部分完整性，證明了其具有的良好的魯棒性。

參考文獻

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