在多媒體通信網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展和信息傳播速度和渠道日益增加的今天，如何有效地進(jìn)行版權(quán)保護(hù)引起人們?nèi)找骊P(guān)注。數(shù)字水�。―igitalWatermarking）技術(shù)可以針對(duì)此問題作為實(shí)現(xiàn)版權(quán)保護(hù)的有效途徑，于是逐漸演變成為信息安全研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)之一，也成為信息隱藏技術(shù)的一種方法。通過可應(yīng)用的算法提取水印，即可作為證明作者版權(quán)的證據(jù)[1]。按水印嵌入域的不同可將水印算法分為空間域算法[2]和變換域算法[3?8]，一般來說，變換域算法相較于空間域算法的更為不可見，魯棒性更強(qiáng)。基于離散余弦變換（DiscreteCosineTransformation，DCT）域的數(shù)字水印是目前研究很多的一種數(shù)字水印，也是數(shù)字圖像處理及信號(hào)處理常用的一種正交變換，是圖像編碼的核心技術(shù)之一[6?7]。

　　摘要：理論上，講在DCT域的DC系數(shù)嵌入水印有更好的魯棒性，而有意義二值圖像的優(yōu)點(diǎn)在于意義直觀的。在此提出了一種DCT域的有意義二值圖像水印嵌入和檢測(cè)、提取算法。用二值水印圖像調(diào)制偽隨機(jī)序列生產(chǎn)水印序列，將宿主圖像分塊并分類，水印嵌入到DCT域的DC系數(shù)。仿真試驗(yàn)了嵌入、攻擊和提取過程，表明該算法嵌入的水印有比較好的魯棒性和不可見性。

　　關(guān)鍵詞：信息隱藏,數(shù)字水印,魯棒性,DCT

　　之前多數(shù)研究?jī)A向于將水印嵌入到DCT域中的中低頻系數(shù)，而黃繼武等提出DCT域的直流分量更適合嵌入水印[9]。本文在黃繼武等的研究基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了一種DCT域的有意義二值圖像水印算法。首先，用二值水印圖像調(diào)制偽隨機(jī)序列生產(chǎn)水印序列，將宿主圖像分塊并分類，對(duì)宿主圖像的分塊做DCT變化，將二值圖像水印嵌入到DCT域的直流系數(shù)。仿真試驗(yàn)顯示此算法有較好的魯棒性和透明性。

　　1水印基本原理

　　1.1六元組水印框架

　　水印的用途是證明作者的版權(quán)，所以需要將水印嵌入到原作（即水印的載體）中；為了不破壞原作的藝術(shù)性，嵌入水印后需保持載體的可用以及水印的不可見性；需要證明版權(quán)時(shí)，水印能夠提取出來；載體受到攻擊時(shí)，水印能最大化地保持在載體中的嵌入，遭受最小化的破壞，即水印具有魯棒性。Voyatizis和Pitas建立了數(shù)字水印的原理框架[10]，他們將數(shù)字水印算法劃分為3個(gè)基本步驟：水印的生成、嵌入和提取。數(shù)字水印的基本框架可以定義為一個(gè)六元組（i，w，k，g，e，d），應(yīng)用在圖像載體中，其中的元素定義如下：

　　2DCT域嵌入和提取水印的算法分析

　　黃繼武等提出，保證水印不可見性的前提下，嵌入水印到DCT域的直流（DC）分量比嵌入到交流（AC）分量能達(dá)到更好的魯棒性[9]。黃繼武等提出2點(diǎn)理由：首先，DCT域的DC系數(shù)比AC系數(shù)的振幅大的多，由Weber定律和視覺系統(tǒng)的照度掩蔽特性可得出DC系數(shù)比AC系數(shù)有更大的感覺容量的結(jié)論；其次，根據(jù)信號(hào)處理理論，嵌入水印的圖像最有可能遭遇到的圖像處理和攻擊，對(duì)DC分量的破壞比AC分量要少。

　　與偽隨機(jī)序列等無意義水印相比，有意義圖像水印的優(yōu)點(diǎn)在于水印意義直觀。而有意義圖像作水印需將該圖像轉(zhuǎn)換為二值序列。筆者選擇用二值水印圖像調(diào)制偽隨機(jī)序列生產(chǎn)水印序列，將宿主圖像分塊并分類，水印嵌入到DCT域的DC系數(shù)。

　　2.1水印的嵌入

　�。�3）背景紋理越復(fù)雜，水印可見性門限就會(huì)越高；背景越亮，水印可見性門限也會(huì)越高。據(jù)此可根據(jù)圖像的局部紋理復(fù)雜性，改變水印的嵌入強(qiáng)度。把原始圖像塊按邊緣點(diǎn)密度分為兩類[11]：有較弱紋理的為S1；較強(qiáng)紋理的為S2，每一類嵌入水印強(qiáng)度不同，以實(shí)現(xiàn)嵌入算法的自適應(yīng)性。判定圖像塊類別的判決門限為T1，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定T1值為3。

　　2.2水印的檢測(cè)和提取

　　針對(duì)上文水印嵌入算法的水印檢測(cè)算法如下：

　　判斷水印是否存在的標(biāo)準(zhǔn)為：若p值大于判決門限T2，可判定待測(cè)圖像中有水印存在；否則，判定待測(cè)圖像中沒有水印存在。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定判決門限T2為5，得出有無嵌入水印的結(jié)論。

　　水印的提取算法如下：

　�。�2）對(duì)每一分塊進(jìn)行DCT變換，得到各個(gè)頻率的變換系數(shù)Blockk（u，v）。根據(jù)嵌入式（8）逆推得到水印提取公式，考慮到圖像塊類別的不同，根據(jù)提取公式在各塊DC系數(shù)提取水印序列。根據(jù)提取出的水印序列及偽隨機(jī)噪聲序列，得到提取出的二值水印圖像。

　　3實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　4結(jié)語

　　本文提出的基于DCT變換的靜態(tài)數(shù)字圖像水印嵌入與提取算法特點(diǎn)在于保證水印不可見性的同時(shí)將水印嵌入到DCT變換的DC系數(shù)上，實(shí)現(xiàn)了水印嵌入強(qiáng)度自適應(yīng)地調(diào)整。仿真實(shí)驗(yàn)證明，該算法簡(jiǎn)單易行，計(jì)算量小，不會(huì)引起圖像嚴(yán)重失真，又可保證水印的魯棒性。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]楊義先，鈕心忻.數(shù)字水印理論與技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2006.

　　[2]SCHYNDELRG，TIRKELAZ，OSBORNECF.Adigitalwatermark[R].US：TheInstituteofElectricalandElectronicsEngineerings，1994.

　　[3]COXIJ，KILIANJ，LEIGHTT，etal.Securespreadspectrumwatermarkingformultimedia[J].IEEETrans.onImageProcessing，1997，6（12）：1673?1687.

　　[4]KUNDURD，HATZINAKOSD.Digitalwatermarkingusingmultiresolutionwaveletdecomposition[R].US：TheInstituteofElectricalandElectronicsEngineerings，1998.[5]ZHANGXu?dong，LOKwok?Tung，F(xiàn)ENGJian，etal.Arobustimagewatermarkingusingspatial?frequencyfeatureofwavelettransform[R].China：TheInstituteofElectricalandElectronicsEngineerings，2000.

　　[6]PIVAA.DCT?basedwatermarkrecoveringwithoutresortingtotheuncorruptedoriginalimages[R].US：TheInstituteofElectricalandElectronicsEngineerings，1997.

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