圖像處理下的數(shù)字水印算法應(yīng)用

姚娜

摘要 數(shù)字水印能夠?qū)ΜF(xiàn)實(shí)版權(quán)進(jìn)行有效保護(hù)，目前其已經(jīng)成為多媒體信息安全研究中的重點(diǎn)內(nèi)容。數(shù)字水印能夠利用相應(yīng)的算法在被保護(hù)數(shù)字多媒體內(nèi)融入秘密信息，也就是水印，其表示版權(quán)所屬及跟蹤侵犯的行為。本文則對(duì)圖像處理中的數(shù)字水印算法分析。

【關(guān)鍵詞】圖像處理 數(shù)字 水印 算法

在對(duì)水印實(shí)現(xiàn)提取時(shí)候，要通過專門技術(shù)進(jìn)行，通過針對(duì)性水印的檢測(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)宿主水印信息的提取，從而得到信息版權(quán)。對(duì)信息進(jìn)行全面信息能夠全面判斷數(shù)字產(chǎn)品復(fù)制和傳播是否合法，以此對(duì)產(chǎn)品的版權(quán)進(jìn)行有效保護(hù)。

1 數(shù)字水印的基本認(rèn)識(shí)

數(shù)字水印系統(tǒng)主要包括檢測(cè)器和嵌入器兩部分。其中嵌入器要求具有兩種輸入量，分別為原始水印信息及嵌入水印載體作品。水印的原始信息要通過變換才能夠作為水印信號(hào)進(jìn)行嵌入。水印嵌入器輸出結(jié)果指的是載體信息，其中也包括水印，一般都是使用到轉(zhuǎn)錄和傳輸中。另外，此作品或者另外沒有通過此嵌入式的作品就是水印檢測(cè)器輸入量。大部分檢測(cè)器都能夠?qū)κ欠窬哂兴∵M(jìn)行檢測(cè)，如果具有水印，那么就要輸出嵌入水印信號(hào)。

2 基于DCT的數(shù)字水印算法

2.1 DCT算法中數(shù)字水印的嵌入

通過離散余弦變換性質(zhì)可以看出來，利用二維離散余弦實(shí)現(xiàn)圖像轉(zhuǎn)換之后，圖像大部分能量都是在變換域中低頻部分集中。其主要是由于人眼視覺系統(tǒng)對(duì)于DCT系數(shù)低頻部分比較敏感。所以，水印信息無法在此部分能量中疊加。另外，高頻系數(shù)在系數(shù)進(jìn)行圖像壓縮時(shí)容易丟掉。所以，一般將水印加在變換域系數(shù)矩陣的低頻接近中頻系數(shù)的區(qū)域。為了適應(yīng)圖像的壓縮方式，在嵌入水印之前通常先對(duì)圖像進(jìn)行8*8大小的分塊。

以一副512*512大小的lena灰度圖像和我們的校徽灰度圖像為例說明水印嵌入的具體步驟：

（1）將512*512的原始圖像系數(shù)矩陣分割成為多個(gè)8*8的小塊，那么此原始圖像就會(huì)被分割成為64*64小塊， 實(shí)現(xiàn)每個(gè)小塊的二維離散余弦變換。

（2）原始圖像轉(zhuǎn)變成為多個(gè)系統(tǒng)矩陣，此多個(gè)水印圖像矩陣中的每個(gè)矩陣相互對(duì)應(yīng)的原始圖像DCT系數(shù)，使用公式對(duì)水印嵌入進(jìn)行計(jì)算。

（3）對(duì)此小塊信息矩陣實(shí)現(xiàn)二維DCT的逆變換，之后合并成為一個(gè)圖像，從而能夠得到圖像，此圖像已經(jīng)嵌入圖像。

用MATLAB實(shí)現(xiàn)數(shù)字水印的程序如下：

2.2 DCT算法中數(shù)字水印的提取

在實(shí)現(xiàn)水印提取的過程中，要以水印嵌入策略為基礎(chǔ)進(jìn)行逆過程，那么在此過程中要使嵌入水印圖像塊利用DCT轉(zhuǎn)換以后系數(shù)和相應(yīng)強(qiáng)度水印信息相減，就能偶對(duì)此嵌入塊水印信息進(jìn)行提取，之后對(duì)其塊所提取的水印信息實(shí)現(xiàn)反置亂，從而得出水印圖像。

水印提取的具體步驟如下：

第一步，讀入嵌入水印后的圖像W和原始水印圖像I。

第二步，實(shí)現(xiàn)W和I的分塊DCT變換，從而得出每塊系數(shù)矩陣。

第三步，對(duì)每個(gè)8*8塊的中頻系數(shù)位置上，利用公式計(jì)算出每一塊的水印信息，合并成一個(gè)整圖，就得到了提取出來的水印圖像。

用MATLAB實(shí)現(xiàn)數(shù)字水印提取程序如下.

3 結(jié)語

本文對(duì)數(shù)字水印算法理論基礎(chǔ)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并且詳細(xì)研究了DCT算法，主要研究該算法從水印的嵌入、到提取的過程，并利用仿真實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)水印圖像進(jìn)行了攻擊，攻擊手段多樣化，從而進(jìn)行了驗(yàn)證。

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