基于混沌的DCT域数字水印技术研究
基于混沌的DCT变换域数字水印算法
方 面给 人们 的生 活和 工作 提供 了便 利 ，但 另一 方 面对 数
字媒体 的 版权保 护带 来 了 巨大 的挑 战 。因此 ，在 互联 时 代 的今 天 ，如何在 互联 网上进 行数 字媒 体 的版 权保 护 与认 证
．
Ａ ｔｒ ｈ ｑａ ｔ ｉ ｆ ｅ ｔ ｅ ｕ ｎｉｎ ｚｇ
ｏ ｔｅ Ｄ Ｔ ｏｆ ｉｅｔ ． ｓｍ ｓａｉ ｉ ｌｃａ ａｔｒｔｃ ｏ ｔ ｃｅｆ ｉｎｓ ｉ ｒ ｓｉ ｏ ｅｕｌ ｏ ｅｏ ｗｉ ｂ ｕｅ ｔ ｉ ｌ ｎ ｔｅ ｅ ｅｄｎ ｏ ｔ ｆ ｈ Ｃ ｃｅ ｆ ｉ ｓ ｏ ｅ ｔｔ ｔ ａ ｈ ｒｃｅｉ ｉ ｆ ｈ ｏ ｆｉｅ ｔ ｗｈ ｈ ａｅ ｔｌ ｔ ｑａ ｚｒ ｌ ｅ ｓｄ ０ ｍｐ ｍｅｔ ｈ ｍｂｄ ｉ ｆ ｈ ｃｎ ｓｃ ｓ ｓ ｅ ｃ ｃ ｌ ｎ ｔ ｌ ｅ ｇ ｅ
．
Ａ ａ ｔ ｇ ｏａ ｄ ｐｉ Ｔ ｔｌ ｔｍｏｐ ｉ ｎ Ａｕｏ ｒｈ ｍ ｓ
ｓ ｓｅ ， ｗｈ ｈ ｅｏｇ ｏ ｈ ｏｙ ｆ ｔｏｇ ａ ｔ Ｓ ｓｅ ｙｔｍ ｉ ｂ ｌ ｔ ｔｅ ｒ ｏ Ｓ ｒｎ Ｃｈｏｉ ｙｔ ｍ， ｆ ｓｌ ｔｅ ａ ｅｍａｋｉ ａｇ ｒ ｈ ｄｓｒｅｓ ｈ ｂｎｒ ｉ ｇ ｕｅ ａ ｔｅ ｃ ｎ ｃ ｉｔ ｒ ｙ， ｈ ｗ ｔｒ ｒ ｎ ｌｏｉ ｍ ｉ ｄｒ ｔｅ ｉ ｙ ｍａ ｅ ｓｄ ｓ ｈ ｗａｅｍａｋ． Ｔ ｎ ｇ ｔ ｏ ａ ｔｒ ｒ ｅ ｈ ｔｅ ｌｏｉ ｍ ａｒ ｓ ｏ ｔ ｉ ｒｔ ｃｓｅ ｒｎｆｒ ｏ ｔｅ ｌ ｋ ｆ ａ ｓａｅ ｍａ ｅ ｓｄ ｓ ｔ ｃｒｉ ｏ ｗａｅｍ ｒ ａｄ ｔ ｎ ｓｓ ｕ ｎ ｚｔ ｎ ｔｉ ｈ ａ ｒ ｈ ｃ ｒｉ ｕ ｄｓ ｅｅ ｏｉ ｔａｓｏｍ ｎ ｈ ｂ ｃ ｓ ｏ ａ ｇ ｙ ｃｌ ｇ ｔ ｅ ｃ ｎ ｏ ｉ ｇ ｕｅ ａ ｈ ａｒ ｒ ｆ ｅ ｅ ｔｒ ＆ｋ ｎ ｈ ｕｅ ｑａ ｇ ａｉ ｍａｒ ｅ ｏ ｘ
基于混沌加密的dwt域数字水印算法
ＨＬ ，Ｌ ，ＨＨ２ ２ Ｈ２ ，ＨＬ ，Ｌ 和ＨＨ Ｉ Ｈ１ 。几幅 图像子带特 性 的分析有以 一些情况 ：二层低 频子带的能量 大约占 图像信 号总能量 的９ ％，第一 层低频子带的能量大约 占 ５
块能量的计算法方法如 下：
（
（） ２
一
一
一
图 像信 号总 能量 的９ ．％（ 图 １ 示 ） ７５ 如 Ｎ 。
得 １个 子 带 ，从 低 到 高 分 别 为 Ｌ ， ＨＬ ，Ｌ ０ Ｌ Ｈ ，ＨＨ ，
仪很容易在有损数据压缩 中丢失 ，而且 低通滤 波与噪声 干扰等常 见的操作对其也会造成较 大的影 响 ，因而 在水 印嵌入过程 中，应将对 角子带排 除在 外 ，只考虑水平和
垂直子带的分块能量。
嵌 入隐蔽 的标 ｉ （ 印） Ｅ水 ，要 求所嵌入 水印对于 常用的信
号处 理 方 法 有 鲁 棒 件 ，同 时 要 求 嵌 入 水 印信 息 后 不 会 引 起 图 像 质 量 的 明显 降 。 水 印 算 法 根 据 数 字水 印加 载 方 法 的 不 同 ，可 分 为 两 大 类 ：牵 间 域 和 变换 域 水 印算 法 。
印嵌 入算 法。为了在水 印不可见性和鲁棒性之 间达到折 中 ，本文算法对载 体图像进行三级小波分解 ，将水印嵌 入在 第三级分解细 节子带块能量 较大（ 系数较 大） 即 的块 中。由于在相 同分辨率 下，对 角子带的重要性 最低 ．不
２ 小波变换
采用二维离散小波变换做 图像的三级小波分 解 ，获
一
１ 混沌系统
混 沌理论及混沌现象是非线性 科学研 究中最重要的 组成部分之 一。混沌现象是在非线性 动力学系统中 出现
的 确 定 性 的 、 类 随 机 的 过 程 。这 种 过 程 非 周 期 、不 收 敛
基于混沌的DCT域数字水印技术研究
模 式 。在 网络 技 术 得 到 广 泛 应 用 的 现 代 社 会 里 ， 字 化 信 数
息 的应 用 更 是 得 到 了空 前 的发 展 ， 给 人 们 的 生 活 带 来 了 它
很 大 的便 利 ， 同 时也 给人 们 带 来 了 隐患 。 由于 数 字 信 息 但 的 易 于 传 播 、 贝 ， 也 就 导 致 了敏 感 信 息 可 能 被 轻 易 地 拷 这 窃 取 、 改 、 法 复制 和 传 播 ， 得 版 权 保 护 、 人 隐 私 受 篡 非 使 个
第 １卷 第６ Ｏ 期
２ １ ６］ ０ｌ年 ｆ
软 什 导 刊
Ｓ ｔ ａ ｅ Ｇｕｉ ｅ ０ｆｗ ｒ ｄ
Ｖｏｌ ０ＮＯ ６ ｌ Ｊ ｌ． Ｏｌ ａ１ ２ １
基 于 混 沌 的 Ｄ Ｔ域 数 字 水 印 技 术 研 究 Ｃ
付 海 辰
（ 山学 院 计 算机科 学 与技 术 系， 唐 河北 唐 山 ０ ３ ０ ） ６ ０ ０
摘 要 ： 通过 对基 于混沌的 Ｄ Ｔ域数 字水印技术在 图像生成 、 Ｃ 水印嵌入 、 水印提取 以及对水 印攻击 实验 的结果分析
中可 以看 出 ， 技 术 满足 信 息 时代 信 息化 所 要 求 的数 字 图像 信 息 隐藏 的 需要 。 此
关键词 ｉ 数字水印技术 ； 图像 生成 ； 嵌入 ； 提取 ； 实验 中图 分 类 号 ： Ｐ ０ ． Ｔ ３９２ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ２７ ０ （ ０ １ ０ — １ ６０ １ ７ —８ ０ ２ １ ） ６０ ２ — ３
对 于 服 务器 内部 的 硬 件 型 号 、 件 版 本 、 修 记 录 等 软 维
进行记录 ， 以便 今 后 出 现故 障 时 能进 行 对 照 。
基于置乱和混沌加密的DCT域公开水印技术研究
中 图分 类 号 ：Ｐ ９ Ｔ３ １ 文献 标 识 码 ： Ａ
Ｐｕ ｉ ａ ｅ ｍ ａ ｋ ｎｇ Ｔｅ ｈｎ ｑ ｓ ｄ ｏ Ｓ ｒ ｍ ｂ ｉ ｇ Ｔｒ ｎｓ ｏ ｍ ａ ｉ ｎ ｂｌ Ｗ ｔ ｒ ｃ ｒ ｉ ｃ ｉ ｕｅ Ｂａ ｅ ｎ ｃ ａ ｌｎ ａ ｆ ｒ ｔｏ ａ ｄ Ｃｈａ ｔｃ Ｅｎ ｒ ｐｔｏ ｉ ｎ ｏ ｉ ｃ ｙ ｉ ｎ ｎ ＤＣＴ ｍ ａ ｎ Ｄｏ ｉ
ｔ ｅ ｗ ｔｒ ａ ｋｎ ｙ ｔ ｍ ｎ ｋ ｈ ａｅ ａ ｋ ｂ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｔａ ｔ ｄ ｈ ｔ ｒ ａ ｋ ｉ ｓ ｒ ｍｂ ｅ ｎ ｈ ｏｉａ ｌ ｈ ａ ｅ ｒ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ａ ｄ ｍａ ｅｔ ｅ ｗ ｔｒ ｒ ｅ ｈ ｒ ｂ ｘｒ ｃｅ ，ｔ ｅｗａｅ ｍ ｍ ｏ ｍ ｒ ｓ ｃａ ｌ ｄ ａ ｄ ｃ ａ ｔ ｌ ｃ ｙ
ｏ ｉｈ ｍｅｈ ｄ ｉ ｔｅ ｏ ｉ ｒ ｖ ｅ ｓ ｃ ｒｔ ｆｔ ｔｒ ａ ｋ． Ｉ ｈｓ ｐａ ｒ Ｏ ｆ ｒｈｅ ｎ ａ ｃ ｈ ｅ ｕｒｔ ｆ ｆｗｈｃ ｔｏ ｓｂｅｔｒｔ ｍｐ ｏ ｄ ｔ ｅ ｕ ｙ ｏ ｈｅ ｗａｅ ｈ ｉ ｍ ｒ ｎ ｔ ｉ ｐｅ ，ｔ ｕ ｔ ｒｅ ｈ ｎ ｅ ｔ ｅ ｓ ｃ ｉ ｙ ｏ
ＫＥ ＷＯＲ ： ｉ ｒｔ ｃ ｓ ｅｔ ｎ ｆ （ Ｃ ） Ｓ ｒ ｂｉｇｔ ｎ ｆ ａｉ ； ｈ ｏ ｃ ｅ ｃ ｐｉ ；Ｐ ｂｉ ｗ ｔ ａ — Ｙ ＤＳ Ｄ ｓ ｅｅ ｏｉ ｒ ｓ ｒ Ｄ Ｔ ； ｃ ｍ ｌ ｒ ｓ ｒ ｔ ｎ Ｃ ａｔ ｎｒ ｔ ｎ ｕ ｌ ａｅ ｒ ｃ ｎ ａ ｏ ｍ ａ ｎ ａ ｏ ｍ ｏ ｉ ｙ ｏ ｃ
（ ｅｔ ｏ ｃａ ｏｉ ｎｉ ｅ ｎ ，Ｈ ｂｉ ｒ ｅｓ ｎｌ ｏ ｅｅｏ ａｄＲ ｓｕｃｓＪ ｇｈｕＨ ｂｉ ３０ ２ Ｃ ｉ ） Ｄ ｐ． ｆ Ｍｅｈｔ ｎ ｓＥ ｇ ｅｒ ｇ ， ｕｅ Ｐｏ ｓｉ ａ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｎ ｅｏｒｅ ，ｎｚｏ ｕｅ ４ ４０ ，ｈｎ ｒ ｃ ｎ ｉ ｆ ｏ ｌ Ｌ ｉ ａ
彩色图像数字水印嵌入和提取模型研究——基于DWT和DCT
献 ［］ １ 中的 Ｄ Ｔ子 采 样 盲 水 印提 取 机 制 ， 研 究 ＤＷＴ 和 Ｃ 并
如 果 ｗ ｛一０且 Ｄ （ ＞ Ｄ （ ， 交 换 Ｚ ｍ］ ｉ ｊ ｎ ｉｍ） ｊｍ） 则 Ｅ 中 和 。
Ｄ Ｔ 的特 点 之 后 ， 两 者 结 合 ， 决 了 Ｄ Ｔ 低 频 系 数 相 关 Ｃ 将 解 Ｗ
等 的攻 击 下 ， 模 型 具 有 较 好 的 健 壮 性 和 不 可 见 性 。 尤 其 该 ＰＧ 这 因 （ ） 照 调 整 过 的 系 数 集 的值 计 算 Ｖａ ｌ ＋ ｌ 和 在 抵 抗 Ｊ Ｅ 压 缩 方 面 ， 是 一 个 非 常 值 得 关 注 的 特 性 ， ９按 ＝ Ｉ ｌ Ｄ Ｄ
意 攻 击 方 式 ， 个 算 法 能 否 对 有 损 压 缩 攻 击 有 很 好 的 表 现 一
第 ｍ 个 水 印 ｂｔ ， 是 可 调 整 的 强 度 系 数 。 ｉ值 ａ
在 很 大 程 度 上 决 定 了该 模 型 的应 用 前 景 。
至 此 ， 得 到 了 修 改 过 的 四 个 ＤＣ 系 数 集 合 Ｄ１ ， ３ 结 论 就 Ｔ １
在 网络 技 术 快 速 发 展 的今 天 ， 字 信 息 的 版 权 保 护 问 数
题 ， 别 是 彩 色 图 像 版 权 保 护 问 题 是 摆 在 眼 前 ， 切 需 要 解 特 迫
决 的 问 题 ， 数 字 水 印 技 术 是 解 决 这 类 问 题 的 最 有 效 和 最 嵌 入 通 道 。 而
这 里 Ｄ （ 是 指 Ｄ 中选 出 的 水 印 嵌 入 系 数 集 合 中 的第 性 强 的 问题 ， 且 加 入 了 色 彩 通 道 选 择 ， 该 水 印 模 型 应 用 ｉｍ） ｉ 并 将 ｍ 位 的 值 。 同样 道 理 Ｄ （ 是 指 Ｄ 中 选 出 的 水 印 嵌 入 系 于 彩 色 图 像 领 域 实 验 结 果 表 明 ， 有 损 压 缩 、 声 、 波 ｉ ｍ） ｉ 在 噪 滤 数集合 中的第 ｍ位 的值 。
基于混沌Logistic和Arnold二次加密的图像水印算法研究
基于混沌Logistic和Arnold二次加密的图像水印算法研究兀旦晖;郑恩让【摘要】针对图像水印在不可见性和鲁棒性方面很难同时满足的问题;提出一种基于混沌对含有版权信息的原始水印图像进行双重加密的方法,首先对原始水印图像进行Logistic混沌序列加密,然后在此基础上进行Arnold位置置乱,使水印信息具有双重的保密性;根据人眼视觉系统对图像进行分块,将不同强度的水印分量自适应地嵌入到DCT的中频系数中,使嵌有水印的图像具有良好的视觉不可见性;通过对嵌入水印的图像进行高斯噪声和椒盐噪声、均值滤波、图像剪切、JPEG压缩等攻击方法:实验表明,该算法在水印自身的安全性和相关性,系统的鲁棒性和水印的视觉隐蔽性方面相对于其它算法都有很大的提高;使受保护的数字图像具有双重安全性;为图像水印的应用提供了一条新的途径.%For image watermarking is very difficult in terms of satisfying invisibility and robustness at the same time,this paper proposes a double encryption algorithm based on Chaos for the original watermarking image containing copyright information,algorithm,which encrypted with the Logistic chaotic sequence,then proceeded with Arnold cat position scrambling transformation,to make the watermark in formation safer.According to the human visual system,the watermark components with different strength are adaptively embedded into intermediate frequency coefficients of DCT,and the embedded watermark image has good imperceptibility.Though the experiments of attacking with Gaussian noise,salt&pepper noise,mean value filleting,cropping and JPEG compression,experiments show that the algorithm has a greatimprovement compared with other algorithms on the security and relevance and the invisibility and robustness of the watermark.It provides a new way for the application of image watermarking.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2017(025)004【总页数】4页(P193-196)【关键词】图像水印;人眼视觉系统;混沌;二次加密;鲁棒性【作者】兀旦晖;郑恩让【作者单位】陕西科技大学电气与信息工程学院,西安 710021;陕西科技大学电气与信息工程学院,西安 710021【正文语种】中文【中图分类】TG146.4随着计算机网络技术的发展，数字图像产品的版权保护问题显得日益重要。
基于混沌序列的DCT域数字水印算法的研究
基 于 混 沌序 列 的 Ｄ Ｔ域 数 字水 印 算 法 的研 究 Ｃ
夏 宇 ， 兴 周 张
（ 尔滨工程 大学 信 息与通信 工程 学院， 哈 黑龙 江 哈 尔滨 １０ ０ ） ５０ １
摘
要 ： 出一种基 于混沌序 列的 Ｄ Ｔ域数字水 印算法 ． 提 Ｃ 该算 法将载体 图像作 ８×８的分块 Ｄ Ｔ变换 ， Ｃ 并把混
Ａｂｓｒ ｃ Ｔｈ ｓ ｐａ ｅ ｒ ｓ ｎ ｓ ａ ｌｏ ｉｈ ｏ ｍａ ｅ ｉｉａ ｔ ｒ ｒ ｎ ｎ ＤＣＴ ｏ ｉ ｓ ｄ ｎ ｈ ｏｉ ｅ ｔ ａ ｔ： ｉ ｐ ｒ ｐ ｅ ｅ ｔ ｎ ａｇ ｒｔ ｍ ｆ ｉ ｇ ｄ ｇｔｌ ｗａｅ ｍａ ｋｉｇ ｉ ｄ ｍａｎ ｂａ ｅ ｏ ｃ ａ ｔｃ ｓ — ｑｅｃ ｕ ｎ ｅ．Ｗ ｉｈ ｔ ｓ ａｇ ｒｔ ，ｃ ｒｉｒ ｉ ｇ ｓ ｔａ ｆ ｒ ｄ ｉ ｔ ×８ ｂ ｏ ｋ ｉｇ ＤＣＴ， ｎ ｈ ｈ ｏ ｉ ｅ ｕ ｎ ｅ ｔ ｈｉ ｌ ｏ ｉ ｈｍ ａｒｅ ｍａ ｅ ｉ ｒ ｎｓｏ ｍｅ ｎ ｏ ８ ｌ ｃ ｓ ｕｓｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ａ ｔｃ ｓ ｑ ｅ ｃ ｓ ａｅ ｅ ｅ ｄ ｄ ｉ ｔ ｏ ａ ｄ ｍｉ ｄ ｅ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ｅ ｆ ｉ ｎ ｓｏ ｒ ｍｂ ｄ ｅ ｎ ｏ ｌ ｗ ｎ ｄ ｌ ｑ ｅ ｃ ｏ ｆ ｃ ｅ ｔ ｆＤＣＴ ｏ ａ ｒｅ ｍａ ｅ， Ｏ ｔ ａ ｈ ｔ ｒ ａｋｉｇ ｉ ｇ ｓ ｒ ｉ ｆｃ ｒｉｒｉ ｇ Ｓ ｈ ｔｔｅ ｗａｅ ｍ ｒ ｎ ｍａ ｅ ｉ
ＸＩ Ｙｕ， Ａ ＺＨＡＮＧ ｎ —ｈ ｕ Ｘｉ ｇ ｚ ｏ
（ ｏｌ ｅｏ Ｉｆｒ ａｉ ｎ ｏ ｕ ｉ ｔ ｎＥ ｇ ｅｒ ｇ Ｈ ｒｉ ｎｉｅｒ ｇＵ ｉ ｒｔ，Ｈ ｒｉ １０ ０ ，Ｃ ｉａ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｎｏｍ ｔ ｎａ ｄＣ ｍｍ ｎｃ ｉ ｎｉ ｅｉ ， ａｂｎＥ ｇ ｅｉ ｎｖ ｓｙ ａｂ ５０ １ ｈｎ ） ｅ ｏ ａｏ ｎ ｎ ｎ ｎ ｅｉ ｎ
一种基于双混沌映射的DCT域图像加密算法
摘
要
结合混沌序列易生成、 对初始条件敏感 、 类似 白噪声的统计特 性等特点 ， 出一种基 于双 混沌 的 Ｄ Ｔ域 图像加 密算 提 Ｃ
法。算法先利用 Ａ ｎｌ ｒｏｄ变换对 图像 ８× ８分块进行置乱 ， 由 ｌ ｉ ｉ 再 ｏ ｓｃ映射对 Ｄ Ｔ分块 内系数进行调制 ， ｇｔ Ｃ 最后对各调制 Ｄ Ｔ分 Ｃ
加密 方 案 ， 该 方 法 是 在 全 局 Ｄ Ｔ域 进 行 图像 加 但 Ｃ
２０ ０ ８年 ７月 １ 日收到 湖 南省 教 育 厅 科 研 基 金 （ ８ ０ ８ 和 湖 南 ７ ０Ｃ １）
式（ ） １ 中的 Ａ ｏ 映射通过改变图像象素的位 ｍｌ ｄ
置 达到 置乱 的 目的 ， 而不 改 变 图像 象 素 值 ， 就 不 也
体现在 所有 的象 素 点 中 。相对 于 空 域算 法 ， 域 算 频
法加 密效率 比较 高 。
发现的。Ａ ｌ 映射就是一种典 型的混沌映射 ， ｍｏ ｄ Ｊ
如 公式 （ ） 示 。 １所
， ㈩
单 华宁 ， 等 通 过分 别 对 小波 变 换 域低 频 系 数 和高频 系数进 行混 沌 猫 映 射实 现 图像加 密 ， 由于 猫
映射 只是改变 系数 位 置 而 不改 变 系 数本 身 ， 图像 加 密效果 不是 很 好 。王 银 花 ， 等 结 合 混 沌 映 射 ， 提
。 ６
出了一种分数 傅立 叶变 换 域 图像 加 密算 法 ， 得 了 取
一
（ ） 中 Ｙ １式 是大 小 为 Ｎ ｘＮ 的 图像 置换 前
数 学 家 Ｍａ ｈ ｗ ｔ ｅ ｓ提 出 了把 混 沌 系统 用 于数 据 加 密 ｔ
密， 与现 有 图像 压 缩 编码 系统 不 一 致 。现 利用 双 混 沌映射 ， 以实 现 一 种 基 于 分 块 Ｄ Ｔ的 图 像 加 密 算 Ｃ
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基于混沌的DCT域数字水印技术研究摘要：通过对基于混沌的DCT域数字水印技术在图像生成、水印嵌入、水印提取以及对水印攻击实验的结果分析中可以看出，此技术满足信息时代信息化所要求的数字图像信息隐藏的需要。
关键词：数字水印技术；图像生成；嵌入；提取；实验0 引言20世纪90年代以来，信息技术，特别是互联网的飞速发展已经从根本上改变了人们交流思想和相互沟通的模式。
在网络技术得到广泛应用的现代社会里，数字化信息的应用更是得到了空前的发展，它给人们的生活带来了很大的便利，但同时也给人们带来了隐患。
由于数字信息的易于传播、拷贝，这也就导致了敏感信息可能被轻易地窃取、篡改、非法复制和传播，使得版权保护、个人隐私受到威胁。
在数字化信息受到非法攻击的今天，数字图像信息隐藏技术应运而生。
1 信息隐藏、数字水印技术及混沌序列简介信息隐藏技术是以图像、音频、视频、文本等没有实际意义的公开数字媒体作为隐蔽载体，把要传输的秘密信息通过一定的算法嵌入到该公开载体信息中。
使得在传输的过程中不引起其他人的注意，然后通过公开的信道（特别是互联网信道）传送给接收方而不至于被他人发现。
信息隐藏的一个重要分支就是数字水印技术。
它是目前公认最有希望的一种解决方案。
近年来对数字水印的研究得到了空前的发展。
它是通过一定的算法将一些标志性的信息直接嵌入到数字作品中，而不影响原作品的价值和使用。
被嵌入的标志性的信息通常是不可见或不可察觉的，只能通过一些专用的检测器或阅读器才可以被检测或者被提取。
这些标志性信息就是水印，水印可以是作者的序列号、公司标志、有特殊意义的图像或文本。
数字水印技术包括空域图像水印技术、DCT域图像水印技术等，后者在压缩、滤波和其它一些数字处理具有更强的稳健性，DCT 域水印算法计算量较小，与常用的国际数据压缩标准（JPEG、MPEG、H261/263）兼容，便于在压缩域中实现。
混沌序列是一种纯伪随机序列。
具有简单的生成形式，具备白噪声的统计特性，对初始条件敏感，且不具有逆推性。
这些特性满足数字水印技术中对水印的秘密性和宽频谱的要求，因此得到了广泛应的用。
本文主要介绍基于混沌系列的DCT域图像水印技术。
2 基于混沌的DCT域数字水印算法2.1 水印图像生成目前具有特定意义的水印主要有两种：图像水印和特征串，特征串一般是嵌入的产品专利号与版权保护编号等文章信息，虽然文字符号信息量比较少，但是要求对抗干扰的能力却很高，对于一个符号的误判就意味着整个水印的失效。
而图像水印很直观，具有丰富的信息量，并且能容忍一定的失真，可用人眼直接判断，可以在本文实验中采用二值图像作为嵌入水印。
对水印图像经过加密处理就可以消除水印图像各像素的空间相关性，水印对图像剪裁的抵抗性被提高了。
因为混沌序列具有较好的伪随机特性，所以利用Logistic 混沌映射来置乱水印就可以提高数字水印的随机性，实现步骤：①将原Y\[i\],i =1,...,N-1；Y\[i\]∈{0,1}；②截取与Y\[i\]相同长度的用密钥A产生的混沌序列；③为了抗解码能力的提高，需要将混沌序列转化为数字序列。
我们将采用二值量化的方法得到二进制序列。
量化函数为：T(x)=[JB({]1,x＞t0,x≤t[JB)]，t为量化的阈值；④对Y\[i\]和Y\[i\]的数字序列进行逻辑运算，实施一次加密；⑤用切谱速率C对加扰后的Y\[i\]进行采样形成调制信号，D\[k\]=Y\[i\],{(i-1)}C\-r≤k≤iC\-r};⑥用同一密钥A产生的混沌二进制扩频序列对于水印调制信号D\[k\]进行扩频调制从而起到再次加密的作用，生成了扩频调制水印信号W\[k\]付海辰。
图2显示了经过两次Logistic映射混沌加密运算后水印标记的变化，图（a）是48×48的原始水印，图（b）是经过一次加密置乱，这里x0=0.234 5，u=3.712 345 6，图（b）与图（a）的相关系数为0.013 3。
图（c）是再次经过加密置乱后的水印。
图（c）与原水印的相关系数为0.015 8。
2.2 以算术模运算为基础的水印嵌入算法数字图像水印算法一般是通过修改掩体对象的采样幅值（时域）或是某种变换的系数值（变换域）来嵌入水印，常用的嵌入方法是加法法则和乘法法则。
这两种方法共同的弊端是对于掩体对象的一个嵌入区域，突出地修改其中的一个参数值，这容易遭到恶意解码攻击。
如图3所示，常用的方法是修改b10的值来嵌入1bt的水印信息，而周围的参数值保持不变。
1bt 的水印信息，如果嵌入的信息为0，那么通过修改区域参数值可以使它的和与整数2g的模保持在g/2。
如果嵌入信息为1，那么修改参数值可以使它的和与整数2g的模保持在3g/2。
g是设置的正整数。
以图3为例，需要在图中b10,b11,b12,b13,b14中嵌入1bt考虑到算法的安全，并不连续地选取嵌入水印的DCT块，是利用Logistic混沌序列进行选取。
如果原始图像被划分为M 个8×8的块，而且有N比特（N<M每个DCT频率系数矩阵能够嵌入4比特的水印信息。
如图4DCT 系数矩阵所示，P\-\{ij\} (i=1, 2, 3, 4；j=1,2,3,4,5)用来嵌入水印信息。
则需要在M DCT频率系数矩阵中选取N/4块。
具体方法如下：（1）利用密钥A生成长度为M的混沌序列{l\-i} , i =1,2,...,M。
（2）以大小顺序将{ l\-i }进行排列，用数组Q标记下标，即l\-\{Q(i\)\}>l\-\{Q(i+1)\} , i=1,2,…,M-1。
（3）截取数组Q中长度为N/4的index。
（4）所选的DCT频率系数矩阵在原始图像中的位置与index数组里的值相对应。
2.3 水印提取算法在己知密钥A和模g始图像就能够在嵌入水印后的图像中重构水印，属于盲检测。
检（1）把需要检测的图像分为8×8的块P\-i，i=1,...,M 。
（2）在index P′的位置，对块P′进行处理：①计算P′的坐标。
②对P′施行DCT变换，得到相应的DCT系数。
③计算U′\-K=∑\+5\-1p′\-\{kj\}，R′\-k=U′\-k=U′\-k mod(2g)。
其中对应P\-\{kj\}位置的DCT系数为P′\-\{kj\} (k=,2,3,4; j=1,2,3,4, 5)g为嵌入算法中确定的模值。
则W′\-k=0,if 0≤R′\-k＜g;W′\-k=1,if g≤R′\-k＜2g其中W′\-k为从P′\-\{kj\}中提取的1比特信息。
（3）在检测图像的块中依次提取二进制信息直到index数组末尾。
（4）比较相关系数分析提取到的信息W′和原始扩频调制水印信息W的相关性，根据阈检测判断是否含有扩频水印序列，具体公式为：NC=[SX(]∑[DD(]iCr[]k=1[DD)]W\-kW′\-k[][KF(]∑[DD(]iCr[]k=1[DD)]W\+2\-k [KF)] [KF(]∑[DD(]iCr[]k=1[DD)]W′\-k\+2 [KF)] [SX)]（5）如果有扩频水印序列，则对W′和采样解调提取水印同样用相关系数定量分析提取的原始水印与水印的相似度。
3 水印攻击实验和实验结果分析对于水印系统鲁棒性评估是以水印图像被攻击后是否还能检测出水印为依据。
对嵌入水印的图像进行攻击，测试从攻击图像中是否能检测出水印的存在。
常见的水印系统攻击类型有JPEG压缩、滤波、噪声干扰和剪切等。
例如，图5JPEG压缩后的水印图像及提取水印，是水印图像经过压缩67%的JPPG攻击后图像以及提取出来的水印，从视觉上仍能辨别出水印图像的信息。
可以看出，基于混沌的DCT域数字水印技术对于JPEG压缩攻击是有着很令人满意的健壮性。
其他的实验结果也验证了数字水印技术的健壮性，证明了数字水印技术的有效性。
图5 JPEG压缩后的水印图像及提取水印本文提出的数字水印技术利用Logistic混沌序列对二值水印图像进行加密扩频，算法的安全性得到了增强，以算术模运算为基础的嵌入算法与提取算法，不仅实现了从嵌入水印后的图像中盲提取水印还增强了数字水印的健壮性，从而证明了数字水印算法的有效性。
参考文献：\[1\] A VCLBASI，MEMON N D，SANKUR B．Steganalysis Using Image quality metrics\[J\]．IEEE Transactions on Image Processing，2003(2).\[2\] 龚声荣,等．数字图像处理与分析\[M\]．北京：清华大学出版社，2006.\[3\] 吴永，刘祥伟，沈彬．图像最低有效位信息隐藏分析\[J\].微型电脑应用，2007(2).\[4\] 胡彦．人类视觉系统及其在信息隐藏中的应用研究\[D\]．福州:福州大学，2002.Study on DCT Region Digital Watermarking TechnologyBased on Chaos in MathsAbstract:It studies the DCT region digital watermarking from the perspectives of image generation, embedding of watermark, recovering of watermark and experiments to test its stability. The result shows that this technology fit for the requirement of digital image hiding technology needed in the informational and technological age.Key Words: Digital Watermarking Technology; Image Generation; Embedding; Recovering; Experiment。