一种鲁棒的基于DCT域的数字水印方案研究
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基于DCT域的数字水印潜入算法研究
３ 水 印潜 入 仿 真 实 验
本程 序 是对 ２ ６＊ ５ ５ ２ ６的 ｌｎ ． ｍｐ图像做 了离 散余 弦变 换域 的水 印的潜 入 。 ｅ ａｂ
具体 实 现方法 是 ： 首先 把 ２ ６ ５ ５ ＊２ ６的图像分 成 ６ 个 ３ ×３ ４ ２ ２的小 块 ， 分别 对 其 做 Ｄ Ｔ 变换 ， Ｃ 在此 基 础
上潜 入高 斯 噪声作 为水 印 信息 。为 了 区别加 入 水 印 信 息前 后 图 像 的 不 同 ， 其 原始 灰 度 图像 ， Ｃ 对 Ｄ Ｔ变 换 之 后 的图像 ， 以及 加 入水 印信 息后 的恢 复 图像 分别 做 了二维 的 Ｆ Ｔ变 换 频谱 图进 行对 比［ Ｆ 。
潜 入 水 印 的仿 真 过程流 程 如下 ： １ 载 入原 始 图像 ． ２ 将 原始 图像 变 为灰度 图像 ． ３ 对 灰度 图像 进行 二维 ＤＣ ． Ｔ变换 ４ 反 变换 显示 恢 复图像 ． ５ 定 义水 印信 息并且 显 示 ． ６ 对 原 图像分 块并 且对 每一 块潜 入水 印信息 ， 重构 ． 再 ７通过 ＩＣ ． Ｄ Ｔ恢 复图像 以下 是水 印潜 入部 分 的 Ｍａｌ ｔ ｂ程序 ： ａ
７ ２第２ຫໍສະໝຸດ ９卷第 ３期 《 新疆 师 范 大学 学 报 》 自然 科 学 版 ） （
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ｉ ｉ ｇ Ｎ ｒ ｌ ｉｅｓ ｙ ｏ ｒ ａ ｏ ｎ ａ ｏ ｍａ Ｕｎ ｒｉ Ｘ ｊｎ ｖ ｔ
（ ｔ ｒ ｌＳ ｉｎ ｅ ｉ ｏ ） Ｎａ ｕ ａ ｃｅ ｃ ｓＥｄ ｔ ｎ ｉ
［ 收稿 日期］２ ０ —１ 一１ ０９ ｌ ５ ［ 作者简介］王 静（ ９ ７ ， 新疆奇 台人 ， １ ７ 一） 女， 讲师， 主要从事通信与信号处理的研究 。
基于DCT变换的数字水印研究及其MATLAB实现
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｉ ｉ ｌｗａ ｅ ｍ ａ ｋ ｂ ｓ ｄ ｏ ｔ ｄ ｎ ｄ ｇ ｔ ｔ ｒ ｒ ａ ｅ ｎ ＤＣＴ ｎ ｈ ｅ ｌ ａ ｉ ｎ ａ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ａ ｉ ｔｏ ｚ
ｏ ＡＴＬＡＢ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｎＭ ｓｍ ｌ ｔｏ
ＹＡＮＧ ｎ Ｘｉ
出水 印的存在 。这样 ， 字水 印技 术包 含水 印 的嵌 数 入 和提取 两个过程 。
数字 媒体 因其 数字特 征极易被 复制 、 改 、 篡 非法 传播
以及蓄意攻击， 其版权保护， １益引起人们 的关 已３ 注 。数 字水印技术 就是在 这种背 景下应运 而生 。数 字水 印技术 利用人类 的听觉 、 视觉 系统 的特点 ， 图 在
（ ｏｅｅｏ ｐｏｌ ｔｏｉ Ｅｌｉ ｅ ｇ Ｃ ｏ ｇ ｉ ｎｖｒｉ ｆ ｏｔ ａ ｄＴ ｌ ｏ ｍｕ ｉ ｔ ｎ ， ｈｎ ｑ ｇ４Ｏ６ ， ｈｎ ） Ｃ ｌｇ ｆ ｔｅ ｃ ｎｃ Ｉ ｎ 血 ， ｈ ｎｑ ｇＵ ｉ ｓ ｙｏ ｓ ｎ ｅ ｃｍ ｎｃ ｉ ｓＣ ｏ ｇｉ Ｏ５ Ｃ ｉ ｌ Ｏ ｅｒ ｇ ｅ ｎ ｅ ｔ Ｐ ｓ ｅ ａｏ ｎ Ｏ ａ
像、 音频 、 频 中加 入 一定 的信息 ， 人们 很 难 分辨 视 使 出加人水 印后 的资 料 与原 始 资料 的 区别 ， 通过 专 而 门的检验步骤 又能 提取 出所 加 信 息 ， 以此 证 明原 创 者对数 字媒体 的版权 ¨ 。 Ｊ
研 究数字水 印技术 的最初 目的是用 于保护 数字
１ ９— ２
数字 水印提取 从 水 印数 据 中提取 出水 印信 号 ，
数字水 印嵌 人是将 水 印信号 加 人原 始数 据 中 ，
其过 程如 图 １ 所示 。
产 品的版权 ， 随着研究 的进一 步深入 ， 但 它在信息 安
一种DCT域文档图像鲁棒性水印算法
棒性并能 比较有效地防止因为旋转而引起的水 印不可检测问题。
关键词 ： 文档 图像 ； 水印算法 ； 版权保护
中图 分 类 号 ：Ｐ １ Ｔ ３ 文 献 标 识 码 ： Ａ
Ａ ｂ ｔＤＣＴ ｍ ａ ｎ Ｄｏ ｕ ｅ ｍ ａ ｅ Ｗ ａ ｅ ｍ ａ ｋ ｎｇ Ａｌ ｏ ｉｈ Ｒｏ ｕｓ Ｄｏ ｉ ｃ ｍ ｎｔＩ ｇ ｔ ｒ ｒ ｉ ｇ ｒｔ ｍ
ｕ ｄ ｔｃ ａ ｌ ｔ ｒ ｒ ａ ｅ ｙ ｄ ｃ ｍｅ ｔｉ ｇ ｏａ ｉｎ． ｎ ｅ ｅ ｔｂ ｅ ｗａｅ ｍａ ｋ ｃ ｕｓ ｄ ｂ ｏ ｕ ｎ ｍａ ｅ ｒ ｔ ｔ ｏ Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ： ｏ ｕ ｎ ｍａ ｅ； ｔ ｒ ａ ｋ ｎ ｌｏ ｔ ｍ ； ｏ ｙ ｇ ｔｐ ｏｅ ｔｏ ｄ ｃ ｍｅ ｔｉ ｇ ｗａｅ ｍ ｒ ｉ ｇ ａｇ ｒ ｈ ｃ ｐ ｒ ｈ ｒ ｔ ｃｉｎ ｉ ｉ
范围， 如果将 水 印信息 嵌人 到高 频系数 ， 容易 因压缩 等处 理而 丢失 ， 很 稳健性 很差 ； 将水 印嵌 入到低 频段 可 而
收稿 日期 ：０９１ －５ ２０ ．１２
作者简介 ： 冯安 （９ ２ ）男 ， ， １８ 一 ， 讲师 主要从事数字图像和数 字水 印方 面的研究 。Ｅ ｍ ｉ ｔｏｏ ｅｎ ｄ Ｕ ｅｕ ｃ —ａ ： ｈ￣ ａ ＠ｓ Ｚ ．ｄ ．ｎ ｌｗ ｊ
随着计算机网络 、 多媒体技术等的飞速发展 ， 数字媒体应用呈爆炸式增长。数字信号处理和网络传输技 术可以对数字媒体 的原版进行无限制的修改和拷贝 ， 使得数字媒体 的知识产权保护和信息安全问题 日 益突 出。数字水印技术通过在多媒体 中嵌入水印来证 实数据 的所有权或完整性 ， 为多媒体版权保护提供 了支
ｉ ｅ ｔ ｃ ｔ ｎ ｗａｅ ａ ｋ ａ ｄ ａ ｃ ｐ ｒ ｈ ｄ ｎ ｉ ｃ ｔ ｎ ｗａｅ ａｋ ｉ ｔ ｈ Ｔ ｃ ｅ ｃｅ ｔ ｏ ｈ ｄ ｎｉ ａ ｉ ｔｒ ｒ ｎ ｏ ｙ ｉ ｔ ｉ ｅ ｔ ａ ｉ ｔ ｒ ｒ ｎ ｏ ｔ ｅ ＤＣ ｏ ｆ ｉｎ ｆ ｔ ｅ ｉ ｆ ｏ ｍ ｇ ｉ ｆ ｏ ｍ ｉ ｄ ｃ ｍｅ ｔ ｉ ｇ ． Ｔ ｅ ｌ ｏ ｔ ｍ ｔ ｅ ｅｏ ｅ ａ ｂ ｔ ｒ ｏ ｕ ｔ ｅ ｓ ｎ ｃ ｎ ｆ ｃｉｅ ｙ ｖ ｉ ｔ ｅ ｏ ｕ ｎ ｍａ ｅ ｈ ａｇ ｒ ｈ ｉ ｈ ｒ ｆ ｒ ｈ ｓ ｅ ｔ ｒ ｂ ｓｎ ｓ ａ ｄ ａ ｅｆ ｔ ｌ ａ ｏｄ ｈ ｅ ｅ ｖ
关键词 ： 文档 图像 ； 水印算法 ； 版权保护
中图 分 类 号 ：Ｐ １ Ｔ ３ 文 献 标 识 码 ： Ａ
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范围， 如果将 水 印信息 嵌人 到高 频系数 ， 容易 因压缩 等处 理而 丢失 ， 很 稳健性 很差 ； 将水 印嵌 入到低 频段 可 而
收稿 日期 ：０９１ －５ ２０ ．１２
作者简介 ： 冯安 （９ ２ ）男 ， ， １８ 一 ， 讲师 主要从事数字图像和数 字水 印方 面的研究 。Ｅ ｍ ｉ ｔｏｏ ｅｎ ｄ Ｕ ｅｕ ｃ —ａ ： ｈ￣ ａ ＠ｓ Ｚ ．ｄ ．ｎ ｌｗ ｊ
随着计算机网络 、 多媒体技术等的飞速发展 ， 数字媒体应用呈爆炸式增长。数字信号处理和网络传输技 术可以对数字媒体 的原版进行无限制的修改和拷贝 ， 使得数字媒体 的知识产权保护和信息安全问题 日 益突 出。数字水印技术通过在多媒体 中嵌入水印来证 实数据 的所有权或完整性 ， 为多媒体版权保护提供 了支
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一种基于DCT的鲁棒性数字水印算法
（Ｃ 为： Ｄ Ｔ）
／－１ Ｎ－１ ／ ＊
ｌ 示存储 一个像 素所 用 的位 数 ： 表 二值水 印 图像 ｗ ， 大小为 Ｍ ￣ ， Ｍ２
Ｗ ＝｛ （ ） ｗｉ ； Ｊ ０≤ ｉ ≤ｍｌ０≤ ｊ ２｝ ， ≤ｍ
Ｗ（ｊ∈｛ １ ｉ） ０，｝ ，
琨
代
计
ｓ ） （）ｐ∑∑ｓ 。 （ ＝ Ｈ（ ｃ ｃ ） （ ）
别进 行正 向 Ｄ Ｔ变 换 ． Ｃ 得到 Ｙ 和 ＇。 ，
（ ） 择 Ｙ 和 ｌ 中 的 一 些 中 频 系 数 （ 嵌 入 时 选 ２选 ， 与
择 的 一 样 ）利 用 比 较 极 性 的 方 法 得 到 极 性 Ｐ和 Ｐ。 ，
围，水 分 成 小 ［鲁】 Ｚ 】 内 印解 大 为 × × 的 将 ［８ 图
分 别对 每一块 进行 Ｄ Ｔ变 换 ， 而嵌入 水 印回 Ｃ 进 。本文
’采 用后一种 方法嵌 入水 印。
１ ＤＣ 变 换 Ｔ
离散余 弦变换 Ｄ Ｔ域 数 字水 印技术 因其 水 印信 Ｃ 号能量 可分布 至空域所有 像素 、 易于 引入人 眼视觉 掩
２ ． 图像 和 水 印 的预 处 理
对 于给定 图像 ｓｘ Ｙ ， （ ，） 存在 两种 Ｄ Ｔ变 换方法 ： Ｃ
一
鲁棒 性要求增 加嵌入 力度 ． 这样 势必 会引起 载体 图像 质量 的下降 。 而容易被 发现 。 以 ， 从 所 如何 平衡水 印嵌
种是把 图像 ｓｘ ｙ 看 成一个 二维 矩阵 ， （ ，） 直接 对其进
ｏ ＯＥＮＣ Ｐ Ｅ ２７ ＭＤＲ Ｏ Ｕ ＲＯ－ Ｍ Ｔ ０ｌ ２
维普资讯 个 只 ６ 高源自系 在 入程 被 用 块 有４ 个 数 嵌 过 中 使 。 ×
／－１ Ｎ－１ ／ ＊
ｌ 示存储 一个像 素所 用 的位 数 ： 表 二值水 印 图像 ｗ ， 大小为 Ｍ ￣ ， Ｍ２
Ｗ ＝｛ （ ） ｗｉ ； Ｊ ０≤ ｉ ≤ｍｌ０≤ ｊ ２｝ ， ≤ｍ
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琨
代
计
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别进 行正 向 Ｄ Ｔ变 换 ． Ｃ 得到 Ｙ 和 ＇。 ，
（ ） 择 Ｙ 和 ｌ 中 的 一 些 中 频 系 数 （ 嵌 入 时 选 ２选 ， 与
择 的 一 样 ）利 用 比 较 极 性 的 方 法 得 到 极 性 Ｐ和 Ｐ。 ，
围，水 分 成 小 ［鲁】 Ｚ 】 内 印解 大 为 × × 的 将 ［８ 图
分 别对 每一块 进行 Ｄ Ｔ变 换 ， 而嵌入 水 印回 Ｃ 进 。本文
’采 用后一种 方法嵌 入水 印。
１ ＤＣ 变 换 Ｔ
离散余 弦变换 Ｄ Ｔ域 数 字水 印技术 因其 水 印信 Ｃ 号能量 可分布 至空域所有 像素 、 易于 引入人 眼视觉 掩
２ ． 图像 和 水 印 的预 处 理
对 于给定 图像 ｓｘ Ｙ ， （ ，） 存在 两种 Ｄ Ｔ变 换方法 ： Ｃ
一
鲁棒 性要求增 加嵌入 力度 ． 这样 势必 会引起 载体 图像 质量 的下降 。 而容易被 发现 。 以 ， 从 所 如何 平衡水 印嵌
种是把 图像 ｓｘ ｙ 看 成一个 二维 矩阵 ， （ ，） 直接 对其进
ｏ ＯＥＮＣ Ｐ Ｅ ２７ ＭＤＲ Ｏ Ｕ ＲＯ－ Ｍ Ｔ ０ｌ ２
维普资讯 个 只 ６ 高源自系 在 入程 被 用 块 有４ 个 数 嵌 过 中 使 。 ×
基于DCT变换域的数字水印技术
维普资讯
福
建
电
脑
２０ ０ ６年第 ９期
基于 Ｄ Ｔ变换域 的数字水 印技术 Ｃ
王 延 玉， 明 强 ， 张 王佐 臣
（ 曲阜 师 范大 学物 理 工 程 学 院 山 东 曲阜 ２ ３６ ） ７ １５
【 摘
要】 ：数 字水 印是现代信号 处理领域研 究的热点之一 ， 涉及 图像处理、 数字通信、 密码 学、 息安全 等多学科领 域 ， 信
增 强 数 字 水 印 的 鲁棒 性 是 数 字 水 印 Ｊ题 的 关键 。在 对 数 字 水 印的 概 念 、 点 、 类 等 进 行 了 系统 研 究 的基 础 上 ． 用 基 于 离 － － － Ｉ 特 分 采 散 余 弦 变换 （ Ｃ ） Ｄ Ｔ 的数 字 水 印 算 法 ， 实现 了水 印 的 嵌 入 和 检 测 ， 采 用 Ｊｅ 并 ｐ ｇ压 缩 、 图像 仿 射 变换 等 多 种 水 印 攻 击 算 法 对 水 印 算 法 的 性 能进 行 了评 价 。
【 关键 ：
Ｏ 引 言 ．
位流 、 Ｅ ＭＰ Ｇ位 流和 Ｖ Ｑ索引流 中。本文 主要 介绍变换 域 ｆ 如
近年来 ． 随着 计 算 机 多媒 体 技 术 的 迅猛 发 展 ， 们 可 以方 便 Ｄ Ｔ Ｄ Ｔ、 ＷＴ 水 印 嵌入 技 术 。 人 Ｃ 、Ｆ Ｄ ） 地 利 用 数 字 设 备 制 作 、 理 和 储 存 图 像 、 音 、 本 和 视 频 等 信 １ 数 字 水 印 系统 的基 本 框 架 处 语 文 ． 息 媒 体 。 与此 同时 ． 字 网 络 通信 正 在 飞 速 发 展 ， 得 信 息 的发 数 使
传 输 和 转 录 。之 后 这 件 产 品 或 另 一 件 未 经过 这 个 嵌 入 器 的 作 品 可 作 为 水 印 监 测 器 的输 入 量 。 大 多 数监 测器 试 图 尽 可 能 地 判 断 出水 印 存 在 与否 ， 存在 ， 若 则输 出 为所 嵌 入 的水 印 信 号 。 图 １给 出 了数 字 水 印处 理系 统 基 本框 架 的详 细 示 意 图【 它可 以定 义 为 Ｉ １ 。 九 元 体 （ Ｘ， ， Ｇ， ｍ，ｔＤ，ｘ ， 别 定 义如 下 ： Ｍ， Ｗ Ｋ， Ｅ Ａ ， Ｅ ）分 三种情况 ： １ ）Ｍ 代 表 所 有 可 能原 始 信 息 的集 合 。 ２ ）Ｘ代 表 所 要 保护 的数 字 产 品 （ 称 为作 品 ） 或 的集 合 ， 内 即 非 法 访 问 ．即未 经 版权 所 有 者 的允 许 从 某 个 网站 中 非 法 复 制 或 翻 印数 字 产 品 容。 故 意篡 改 ． 即盗 版者 恶 意 地 修 改 数 字 产 品 以 抽 取或 插 入 特 ３ Ｗ 代 表 所有 可 能 水 印 信号 Ｗ 的集 合 。 ） 征 并进 行 重 新 发送 。 而使 原 始 产 品 的 版权 信 息丢 失 。 从 ４ ）Ｋ代 表 水 印密 钥 ｋ的 集 合 。 版 权破 坏 ．即 盗 版者 收到 数 字 产 品后 未 经 版 权 所 有 者 的 允 ５ ）Ｇ代 表 利 用 原 始 信 息 ｍ、 密钥 Ｋ和 原 始 数 字 产 品 共 同 许 将其 转 卖 。 生 成 水 印 的算 法 ， Ｇ： Ｘ Ｋ ＞ ，＝ （ Ｘ Ｋ 即 Ｍｘ × 一 Ｗ ｗ Ｇｍ，， ） 为 了解 决 信 息 安 全和 版 权 保 护 的 难 题 ．近 几 年 国 际 上 提 出 需 要 说 明 的是 。 原始 数 字 产 品 不 一 定参 与水 印 生 成 过 程 ． 因 了 一种 新 的 数字 版 权 保 护技 术一 数 字 水 印 。 钞 票水 印类 似 。 与 数 此 图 （ ） 用 虚 线表 示 。 ２中 字水 印 是 永 久镶 嵌 在 其 他 数 据 （ 主 数 据 ） 的 具 有 可 鉴 别 性 的 宿 中 ６ Ｅ 表示 将 水 印 Ｗ嵌入 数字 产 品 中 的 嵌入 算 法 ， ） ｍ 即 ｍ： × Ｘ， ，Ｊ 中 ， ｌ其 ‘ ， 代 表 原 始 产 品 ， 代 表 含 水 矿 数 字 信 号或 模 式田 并 且 不 影 响 宿 主 数 据 的 可 用 性 ， 以证 明 原 Ｅ Ｘ Ｗ一 ＞ 矿＝ ． 用 创作 者 对 作 品 的所 有 权 ， 而 保 护 作 者 的合 法权 益 。 字 水 印 技 印 的产 品 。为 了提 高 安全 性 ， 时在 嵌 入 算 法 中包 含 嵌 入 密钥 。 从 数 有 ７ ｔ 示 对 含 水 印产 品 的攻 击算 法 ， ）Ａ 表 即 术 （ｉ ｔ ａ ｒ ｒｉｇ是 一 种 信 息 隐 藏 技 术 ， 的 基 本 思 想 是 ｄｇａ ｗ ｔ ｍａ ｎ ） ｉｌ ｅ ｋ 它 在数 字 图 像 、 频 和 视频 等 数 字 产 品 中 嵌 入 秘 密 信 息 ， 便 保 护 Ａ ： ｘ 一 ＞ ＝ ｔ矿 ，Ｋ 这 里 ， 表 示 攻 击 者 伪 造 的密 音 以 ｔＸ Ｋ Ｘ。 Ａ（ ） 数字 产 品 的 版权 、 明产 品 的真 实 可 靠 性 、 证 跟踪 盗 版 行 为 或 者 提 钥 ． 表 示 被攻 击 后 的含 水 印产 品 。 供 产品 的 附 加信 息 。 中 的秘 密信 息 可 以是 版权 标 志 、 户 序 列 其 用 ８ ）Ｄ表 示水 印检 测 算 法 ， 即 号 或 者 是 产 品相 关 信 息 。 一般 ． 它需 要 经 过 适 当 变 换 再 嵌入 到 数 … ｘ 一 。ｃ ＝ 字 产 品 中 。 常称 变 换 后 的秘 密 信 息 为数 字 水 印 。 字 水 印技 术 通 数 横 跨 了 图像 处 理 、 字 通 信 、 码 学 、 息 安 全 等 多 学 科 领 域 ， 数 密 信 引 起 了众 多不 同背 景 的 研究 人 员 的兴 趣 ．但 仍 有 许 多 问题 需 要 解 ９Ｅ ） ｘ表 示 水 印 提取 算 法 ， 即 Ｅ ：ｘ － ＞ ， ｘＸ Ｋ 一 Ｗ 决 ， 理 论 基 础 依然 非 常 薄 弱 。 多 数 水 印 算 法 还 是经 验 性 的 。 其 大 数 字水 印 系统 主 要 包 括 水 印 生成 、 印 嵌入 、 印检 测 和 提 水 水 取 以及 水 印攻 击 等 部 分 。 文 主要 讨 论 数 字 水 印 的嵌 入 技 术 。 本 根 据 所 基 于 的 域 不 同 ．数 字 水 印嵌 入 技 术 主要 分 为 时／ 空域 算 法 、 图 ｌ 变 换 域算 法 和 压 缩 域算 法 三 大 类 。时 空域 算 法 将 水 印直 接 嵌 入 ． Ｃ 在 音频 时域 采 样 、图像 空 问 象 索 和 视 频 数 据 （ 帧 或 者 沿 时 间 ２ 基 于 Ｄ Ｔ的水 印算 法 实 现 按 离 散余 弦 变 换 （ Ｃ ） 数 字 图 像处 理及 信 号 处 理 常 用 的变 Ｄ Ｔ是 轴 ） 原 始 载体 数 据 中 ． 等 即在 媒 体 信 号 的时 问域 或 空 间域 上 实 现 它 具 水 印嵌 人 。 换 域算 法 将 水 印 信 息 嵌入 到音 频 、 像 、 频 、 变 图 视 三维 换 。 是 一 种 正 交变 换 。离 散余 弦 变换 是 实变 换 。 有很 好 的能 目标 等原 始 载 体 的 变换 域 系 数 中 。 压 缩 域 算 法 广 义 上是 指 充 分 量 压缩 能 力 和 去 相关 能力 ． 因此 它 在 数 字 音 频 信 号 压缩 和 图像
福
建
电
脑
２０ ０ ６年第 ９期
基于 Ｄ Ｔ变换域 的数字水 印技术 Ｃ
王 延 玉， 明 强 ， 张 王佐 臣
（ 曲阜 师 范大 学物 理 工 程 学 院 山 东 曲阜 ２ ３６ ） ７ １５
【 摘
要】 ：数 字水 印是现代信号 处理领域研 究的热点之一 ， 涉及 图像处理、 数字通信、 密码 学、 息安全 等多学科领 域 ， 信
增 强 数 字 水 印 的 鲁棒 性 是 数 字 水 印 Ｊ题 的 关键 。在 对 数 字 水 印的 概 念 、 点 、 类 等 进 行 了 系统 研 究 的基 础 上 ． 用 基 于 离 － － － Ｉ 特 分 采 散 余 弦 变换 （ Ｃ ） Ｄ Ｔ 的数 字 水 印 算 法 ， 实现 了水 印 的 嵌 入 和 检 测 ， 采 用 Ｊｅ 并 ｐ ｇ压 缩 、 图像 仿 射 变换 等 多 种 水 印 攻 击 算 法 对 水 印 算 法 的 性 能进 行 了评 价 。
【 关键 ：
Ｏ 引 言 ．
位流 、 Ｅ ＭＰ Ｇ位 流和 Ｖ Ｑ索引流 中。本文 主要 介绍变换 域 ｆ 如
近年来 ． 随着 计 算 机 多媒 体 技 术 的 迅猛 发 展 ， 们 可 以方 便 Ｄ Ｔ Ｄ Ｔ、 ＷＴ 水 印 嵌入 技 术 。 人 Ｃ 、Ｆ Ｄ ） 地 利 用 数 字 设 备 制 作 、 理 和 储 存 图 像 、 音 、 本 和 视 频 等 信 １ 数 字 水 印 系统 的基 本 框 架 处 语 文 ． 息 媒 体 。 与此 同时 ． 字 网 络 通信 正 在 飞 速 发 展 ， 得 信 息 的发 数 使
传 输 和 转 录 。之 后 这 件 产 品 或 另 一 件 未 经过 这 个 嵌 入 器 的 作 品 可 作 为 水 印 监 测 器 的输 入 量 。 大 多 数监 测器 试 图 尽 可 能 地 判 断 出水 印 存 在 与否 ， 存在 ， 若 则输 出 为所 嵌 入 的水 印 信 号 。 图 １给 出 了数 字 水 印处 理系 统 基 本框 架 的详 细 示 意 图【 它可 以定 义 为 Ｉ １ 。 九 元 体 （ Ｘ， ， Ｇ， ｍ，ｔＤ，ｘ ， 别 定 义如 下 ： Ｍ， Ｗ Ｋ， Ｅ Ａ ， Ｅ ）分 三种情况 ： １ ）Ｍ 代 表 所 有 可 能原 始 信 息 的集 合 。 ２ ）Ｘ代 表 所 要 保护 的数 字 产 品 （ 称 为作 品 ） 或 的集 合 ， 内 即 非 法 访 问 ．即未 经 版权 所 有 者 的允 许 从 某 个 网站 中 非 法 复 制 或 翻 印数 字 产 品 容。 故 意篡 改 ． 即盗 版者 恶 意 地 修 改 数 字 产 品 以 抽 取或 插 入 特 ３ Ｗ 代 表 所有 可 能 水 印 信号 Ｗ 的集 合 。 ） 征 并进 行 重 新 发送 。 而使 原 始 产 品 的 版权 信 息丢 失 。 从 ４ ）Ｋ代 表 水 印密 钥 ｋ的 集 合 。 版 权破 坏 ．即 盗 版者 收到 数 字 产 品后 未 经 版 权 所 有 者 的 允 ５ ）Ｇ代 表 利 用 原 始 信 息 ｍ、 密钥 Ｋ和 原 始 数 字 产 品 共 同 许 将其 转 卖 。 生 成 水 印 的算 法 ， Ｇ： Ｘ Ｋ ＞ ，＝ （ Ｘ Ｋ 即 Ｍｘ × 一 Ｗ ｗ Ｇｍ，， ） 为 了解 决 信 息 安 全和 版 权 保 护 的 难 题 ．近 几 年 国 际 上 提 出 需 要 说 明 的是 。 原始 数 字 产 品 不 一 定参 与水 印 生 成 过 程 ． 因 了 一种 新 的 数字 版 权 保 护技 术一 数 字 水 印 。 钞 票水 印类 似 。 与 数 此 图 （ ） 用 虚 线表 示 。 ２中 字水 印 是 永 久镶 嵌 在 其 他 数 据 （ 主 数 据 ） 的 具 有 可 鉴 别 性 的 宿 中 ６ Ｅ 表示 将 水 印 Ｗ嵌入 数字 产 品 中 的 嵌入 算 法 ， ） ｍ 即 ｍ： × Ｘ， ，Ｊ 中 ， ｌ其 ‘ ， 代 表 原 始 产 品 ， 代 表 含 水 矿 数 字 信 号或 模 式田 并 且 不 影 响 宿 主 数 据 的 可 用 性 ， 以证 明 原 Ｅ Ｘ Ｗ一 ＞ 矿＝ ． 用 创作 者 对 作 品 的所 有 权 ， 而 保 护 作 者 的合 法权 益 。 字 水 印 技 印 的产 品 。为 了提 高 安全 性 ， 时在 嵌 入 算 法 中包 含 嵌 入 密钥 。 从 数 有 ７ ｔ 示 对 含 水 印产 品 的攻 击算 法 ， ）Ａ 表 即 术 （ｉ ｔ ａ ｒ ｒｉｇ是 一 种 信 息 隐 藏 技 术 ， 的 基 本 思 想 是 ｄｇａ ｗ ｔ ｍａ ｎ ） ｉｌ ｅ ｋ 它 在数 字 图 像 、 频 和 视频 等 数 字 产 品 中 嵌 入 秘 密 信 息 ， 便 保 护 Ａ ： ｘ 一 ＞ ＝ ｔ矿 ，Ｋ 这 里 ， 表 示 攻 击 者 伪 造 的密 音 以 ｔＸ Ｋ Ｘ。 Ａ（ ） 数字 产 品 的 版权 、 明产 品 的真 实 可 靠 性 、 证 跟踪 盗 版 行 为 或 者 提 钥 ． 表 示 被攻 击 后 的含 水 印产 品 。 供 产品 的 附 加信 息 。 中 的秘 密信 息 可 以是 版权 标 志 、 户 序 列 其 用 ８ ）Ｄ表 示水 印检 测 算 法 ， 即 号 或 者 是 产 品相 关 信 息 。 一般 ． 它需 要 经 过 适 当 变 换 再 嵌入 到 数 … ｘ 一 。ｃ ＝ 字 产 品 中 。 常称 变 换 后 的秘 密 信 息 为数 字 水 印 。 字 水 印技 术 通 数 横 跨 了 图像 处 理 、 字 通 信 、 码 学 、 息 安 全 等 多 学 科 领 域 ， 数 密 信 引 起 了众 多不 同背 景 的 研究 人 员 的兴 趣 ．但 仍 有 许 多 问题 需 要 解 ９Ｅ ） ｘ表 示 水 印 提取 算 法 ， 即 Ｅ ：ｘ － ＞ ， ｘＸ Ｋ 一 Ｗ 决 ， 理 论 基 础 依然 非 常 薄 弱 。 多 数 水 印 算 法 还 是经 验 性 的 。 其 大 数 字水 印 系统 主 要 包 括 水 印 生成 、 印 嵌入 、 印检 测 和 提 水 水 取 以及 水 印攻 击 等 部 分 。 文 主要 讨 论 数 字 水 印 的嵌 入 技 术 。 本 根 据 所 基 于 的 域 不 同 ．数 字 水 印嵌 入 技 术 主要 分 为 时／ 空域 算 法 、 图 ｌ 变 换 域算 法 和 压 缩 域算 法 三 大 类 。时 空域 算 法 将 水 印直 接 嵌 入 ． Ｃ 在 音频 时域 采 样 、图像 空 问 象 索 和 视 频 数 据 （ 帧 或 者 沿 时 间 ２ 基 于 Ｄ Ｔ的水 印算 法 实 现 按 离 散余 弦 变 换 （ Ｃ ） 数 字 图 像处 理及 信 号 处 理 常 用 的变 Ｄ Ｔ是 轴 ） 原 始 载体 数 据 中 ． 等 即在 媒 体 信 号 的时 问域 或 空 间域 上 实 现 它 具 水 印嵌 人 。 换 域算 法 将 水 印 信 息 嵌入 到音 频 、 像 、 频 、 变 图 视 三维 换 。 是 一 种 正 交变 换 。离 散余 弦 变换 是 实变 换 。 有很 好 的能 目标 等原 始 载 体 的 变换 域 系 数 中 。 压 缩 域 算 法 广 义 上是 指 充 分 量 压缩 能 力 和 去 相关 能力 ． 因此 它 在 数 字 音 频 信 号 压缩 和 图像
基于DCT的数字水印算法的鲁棒性测试
周长英等 ： 基于 Ｄ Ｔ的数字水 印算法 的鲁棒性 测试 Ｃ
２ １ ８月 ０ ０年
（ ） 于嵌 入方 式 ： ９基 扩频 方式 和量 化方 式 。 上述各 种 分类 方 法 并 不是 孤 立 的 ， 它们 经 常 互 相交 叉 。
４ １ 量化 系数 ．
量化 系数 的 大小 直 接 反 映 Ｊ Ｅ 的压 缩 品质 ， ＰＧ
ｔ ｓ ｖ ｕ ｓｏ ｔ ｅ ｈ ｗ ｈ ｏ ｕ ｔ ｅ ｓｏ ｈ ｇ ｒ ｈ ． ｅ ｔ ａ ｅ ｂ ｍｎ ｄ ｓ ｏ ｔ ｅｒ ｂ ｓｎ ｓ ｆｔ ｅ ａ ｏ ｔ ｍ ｌ ｌ ｉ
【 ｅ ｏ ｓ Ｄ Ｔ ｄ ｉｌ ａ ｒ ａ ｉ ； ｏｕｔ ｓ ｔ ｔ Ｋ ｙ ｒ 】 Ｃ ； ｉｔ ｔ ｍ ｒ ｎ ｒ ｓ ｅ ｓ ｗ ｄ ｇａｗ ｅ ｋ ｇ ｂ ｎ ｓｅ ［ 中图分类号］Ｔ ３９７ Ｐ０ ． ［ 文献标识码］ Ａ ［ 文章编号 ］ ６４ ３２（０００ — ０２ ０ １７ — ２９２ １） ０２ — ３ ４
第 １ Ｏ卷第 ４ 期
基 于 ＤＣ Ｔ的数 字水 印算 法 的 鲁棒 性测 试
周长英 ， 萍 曲
（ 山学院 ， 唐 河北 唐 山 ０ ３０ ） ６ ０ ０ 【 要 】 根据 Ｄ Ｔ数 字水 印算法 ， 摘 Ｃ 对水 印的攻击作鲁棒 性测试 ， 得出相关测试值 ， 证明该算 法的鲁棒性。 【 关键词 】 Ｄ Ｔ； Ｃ 数字水 印； 鲁棒性测试
Ｒｏ ｕ ｔ ｅ ｓＴｅ ｔａ ｏ ｇ ｔ ｌＷ ａ ｅ ｍ ａ ｋ ｎ ｓ ｄ ｏ Ｔ ｂ ｓｎ ｓ ｓ ｂ ｕｔＤｉ ｉａ ｔｒ ｒ ｉ ｇ Ｂａ ｅ ｎ ＤＣ
Ｚ ＨＯＵ Ｃ ａ ｇｙｎ ＱＵｐ ｎ ｈ ｎ－ｉｇ， ｉｇ
【ｂｔ ｃ】 Ａ ｃ ｄ ｇｏ Ｃ ａ ｒａｋ ｇ ｇｒｈ ，ｈ ｔ ｋ ｎ ｈ ａ ｒ ａ ｒｏｕｔ ｓｔ ｔｇ ｔｅｅ ｖｎ Ａ ｓａｔ ｃ ｒ ｎ Ｔｗ ｔ ｍ ｒｉ ｏｉ ｍ ｔｅ ｔｃ ｅ ｔ ｍ ｒ ｆ ｂｓ ｅ ｓｎ，ｈ ｌ ａｔ ｒ ｏ ｉ ｔＤ ｅ ｎａ ｔ ｌ ａａ ｏ ｔ ｗ ｅ ｋ ｏ ｒ ｎ ｓｅｉ ｒｅ
一种基于DCT变换的数字水印技术
总第 １２期 ６
对 于 Ｎ×Ｎ大小 的 ２６ 度级 的宿 主图像 Ｆ进 ５灰
三类（ 平均灰度高， Ｒ） 且纹理复杂， Ｖ 对其中的 Ｈ Ｓ
象索 值 的改变 敏感性 最弱 ， 叠加 的水 印分量 的强度 应 最强 ； 余下 的为第 二类 （ 。 Ｒ ） 设 背景照 度为 Ｊ根据 Ｗｅ ｅ定律 ， ， ｂｒ 在均匀 背景
Ｔ３９ Ｐ ０
作品中。以人类 的视觉模型为依据 ， 进行嵌 入算法 的设计 。实验结果表 明， 种改进方法具 有良好 的鲁棒性 和安全性。 这
关键词
中 图分 类 号
下 三部 分 。
１ 引言
图像 水 印技 术 是一 种 用 于 图像处 理 中的信 息 隐藏技 术 。其 核 心 在 于 将 数 字 图像 信 息 （ 印 图 水 像 ） 入到宿 主 图像 中 ， 时保 证 图像 质 量 的下 降 加 同 在人 眼的视觉 感知 能力 之下 ， 即尽 量保证 所加 的水 印不可察 觉 。这是 一种解 决版 权 问题 的有效方 法 。 因此 ， 图像 的水 印技术 应具 有可证 明性 、 明性 、 对 透
薛 琼 朱 艳萍 ’
５ ４ ０ ） ９ ２９部 队装 备技术 五科 湛江 ２０ ３ （ １６ ５４０ ） ２０ ８
（２ ５ ９８ ４部队指挥 自动化工作站” 湛江
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
摘
要
根据对现有技术的分析 ， 对数字水 印算法 的某些方面进行 了改进 ， 即将加 密的二维 图像作 为水印嵌入到数字 数字水 印； Ｃ Ｄ Ｔ变换 ； 二值 图像
映特性 和纹 理特性 对嵌 入 强度 进行 调制 ， 而 在视 从
觉透 明性 和鲁棒性 之 间进行折 中。
给定 一 幅灰 度 级 的图 像 Ｆ 它 的大 小 为 Ｎ ， Ｘ
一种DCT域的鲁棒性水印算法
第 １ ９卷 第 ２期 ２１年 Ｏ ０１ ３月
河 南 机 电高 等 专 科 学 校 学 报
Ｊ ｕ ａ ｏ ｅ ａ ｃ ａ ｉ ｌ ｎ ｌ ｔ ｃｌＥ ｇｎ ｅｉｇＣ ｌ ｇ ｏ ｒ ｌ ｆＨ ｎ ｎ Ｍｅｈ ｎｃ ｄ Ｅｅ ｒ ａ ｎ ｉｅ ｒ ｌ ｏ ｅｅ ｎ ａａ ｃｉ ｌ ｌ
１ ２ 一维 ８点 Ｄ Ｔ变换 算 法 ． Ｃ
Ｄ Ｔ变换域 算 法 的基 本 思 想 是 利 用 扩 频 通 信 的 Ｃ
原理 来 提高数 字水 印 的鲁棒 性 。文 献 ［ ］ ２ 的方 法 是 把
嵌入 过程 ： 图像 分割 成～ 系列 ８×１的序列 ｒ， 把 ｉ
对每个 一维 矢量 ｒ 行 一维 Ｄ Ｔ变换 ， 到 相 应 的 ８ 进 Ｃ 得 图像 进行 ８× ８分 块 并作 Ｄ Ｔ变 换 ， 一个 实 数序 列 Ｃ 把 个系数 ， 包括 一个 直 流系数 Ｄ Ｃ和七 个交 流 系数 Ａ Ｃ， 放人 Ｄ Ｔ中频 频 带 。文 献 ［ ］ 提 出将 水 印 放 在 视 Ｃ ３则 Ａ …Ａ Ｃ ， Ｃ 。由于相 邻像 素具 有较 高的相 关 性， 其 觉最 敏感 的 低频 带 上 。这 两 种 算 法 虽 然 鲁 棒 性 较 Ｄ Ｔ变换后 的最 高 频率 系数 Ａ ，的绝 对 值 会很 小 ， Ｃ Ｃ 并 强但 同样 也 引 起 了原 始 图像 的 失 真 ， 易 出 现 块 效 容 且 小于 其他 六 个交 流 系数 Ａ Ａ …Ａ 中绝 对 值 Ｃ，Ｃ ， Ｃ 应 ， 能满 足精 度要求 高 的 图像 需要 。 不 Ｃ 本 文提 出 了一 种 利 用 图像 的高 相关 性 通 过 调 制 最 大的值 Ａ 。 Ｉ Ｃ Ｉ Ｃ ＝ｍ ｘ Ａ １ ，Ａ ２ ， Ｊ Ｃ ｌ ＞ Ａ ７ ＜Ａ ａ ｛ｌ Ｃ ｌ Ｃ ｌ… Ａ ６ ｝ ０ ｌ 修 改 Ｄ Ｔ高频 系数嵌 入水 印 图像 的算 法 ， Ｃ 并给 出 了控 在把 二值 水 印 图像 调 制 嵌 人 时 ， 过 把 Ａ 加 通 Ｃ 制 图像 失真 方 案 。实 验 证 明 ， 算 法 隐 蔽 性 较 好 ， 该 嵌
河 南 机 电高 等 专 科 学 校 学 报
Ｊ ｕ ａ ｏ ｅ ａ ｃ ａ ｉ ｌ ｎ ｌ ｔ ｃｌＥ ｇｎ ｅｉｇＣ ｌ ｇ ｏ ｒ ｌ ｆＨ ｎ ｎ Ｍｅｈ ｎｃ ｄ Ｅｅ ｒ ａ ｎ ｉｅ ｒ ｌ ｏ ｅｅ ｎ ａａ ｃｉ ｌ ｌ
１ ２ 一维 ８点 Ｄ Ｔ变换 算 法 ． Ｃ
Ｄ Ｔ变换域 算 法 的基 本 思 想 是 利 用 扩 频 通 信 的 Ｃ
原理 来 提高数 字水 印 的鲁棒 性 。文 献 ［ ］ ２ 的方 法 是 把
嵌入 过程 ： 图像 分割 成～ 系列 ８×１的序列 ｒ， 把 ｉ
对每个 一维 矢量 ｒ 行 一维 Ｄ Ｔ变换 ， 到 相 应 的 ８ 进 Ｃ 得 图像 进行 ８× ８分 块 并作 Ｄ Ｔ变 换 ， 一个 实 数序 列 Ｃ 把 个系数 ， 包括 一个 直 流系数 Ｄ Ｃ和七 个交 流 系数 Ａ Ｃ， 放人 Ｄ Ｔ中频 频 带 。文 献 ［ ］ 提 出将 水 印 放 在 视 Ｃ ３则 Ａ …Ａ Ｃ ， Ｃ 。由于相 邻像 素具 有较 高的相 关 性， 其 觉最 敏感 的 低频 带 上 。这 两 种 算 法 虽 然 鲁 棒 性 较 Ｄ Ｔ变换后 的最 高 频率 系数 Ａ ，的绝 对 值 会很 小 ， Ｃ Ｃ 并 强但 同样 也 引 起 了原 始 图像 的 失 真 ， 易 出 现 块 效 容 且 小于 其他 六 个交 流 系数 Ａ Ａ …Ａ 中绝 对 值 Ｃ，Ｃ ， Ｃ 应 ， 能满 足精 度要求 高 的 图像 需要 。 不 Ｃ 本 文提 出 了一 种 利 用 图像 的高 相关 性 通 过 调 制 最 大的值 Ａ 。 Ｉ Ｃ Ｉ Ｃ ＝ｍ ｘ Ａ １ ，Ａ ２ ， Ｊ Ｃ ｌ ＞ Ａ ７ ＜Ａ ａ ｛ｌ Ｃ ｌ Ｃ ｌ… Ａ ６ ｝ ０ ｌ 修 改 Ｄ Ｔ高频 系数嵌 入水 印 图像 的算 法 ， Ｃ 并给 出 了控 在把 二值 水 印 图像 调 制 嵌 人 时 ， 过 把 Ａ 加 通 Ｃ 制 图像 失真 方 案 。实 验 证 明 ， 算 法 隐 蔽 性 较 好 ， 该 嵌
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技
1 引言
术
数字水印技术是版权保护领域研究的热点问题。数字水印 是将某种形式的版权信息嵌入数字作品中的一种版权保护技 术。在这种应用背景下，对数字水印算法的要求是水印的不可 见性和抵抗攻击的鲁棒性，水印的嵌入和提取过程尽量简单。 基于 DCT 域的水印算法由于其简单、实用及高性能一直是数字 水印技术的研究热点。水印的鲁棒性、不可见性和实现过程简 单本身是相互矛盾的。针对这个矛盾，本文提出一种新的基于 DCT 变换域数字水印嵌入和检测算法。算法选择二值图象作为 水印信息，设计简单实用的过程将水印信息嵌入到载体图象合 适的位置中；用相反的过程把水印提取出来。在水印嵌入和提 取过程中都需要密钥控制，算法具有较好的安全性。
2 离散余弦变换
数字水印算法根据实现过程的不同，主要可分为空域方法 和变换域方法(DCT、DFT 和 DWT)，它们分别通过改变空间域的 某些像素的灰度或变换域的一些系数的值来嵌入水印。相比较 而言，变换域方法具有如下优点：不可感知性强、鲁棒性好和与 国际数据压缩标准兼容。因此，变换域算法成为了图像水印算 法研究的重点。本文在 DCT 变换域中嵌入水印信息,DCT 变换 与 JPEG 压缩标准兼容,下面对 DCT 变换进行简要介绍。
将 22 个中频系数按从上到下、从左到右的顺序与长度为
（a）lena 原图 图2
（b）水印
22 的随机序列一一对应。对这 22 个系数的值做如下变动：
C(u,v)=C(u,v)*（1+wk）.
当随机序列的值为 0 时，w 的值为-1；当随机序列的值为 1
时，w 的值为+1。其中，k 为设置的水印强度，k 值越大，嵌入水
您的论文得到两院院士关注 文 章 编 号 :1008-0570(2009)06-3-0049-02
信息安全
一种鲁棒的基于 DCT 域的数字水印方案研究
A Robust Watermarking Method based on DCT
(武警工程学院) 杨 华 春
YANG Hua-chun
摘要: 本文 提 出 了 一 种 新 的 选 取 嵌 入 水 印 块 的 方 法,即 将 水 印 嵌 入 在 纹 理 复 杂 度 高 的 那 些 块 。 然 后 将 水 印 嵌 入 到 这 些 块 的 中
二维 DCT 按下面的式子定义：
(u,v=0,1…N-1)
(x,y=0,1…N-1) 其中公式 1 为正向表达式，公式 2 为逆向表达式，其中
杨华春: 讲师 硕士
对于给定图像 s(x，y)，存在两种 DCT 变换方法：一种是把 图像 s(x，y)看成一个二维矩阵，直接对其进行 DCT 变换，然后 嵌入水印；另一种方法是与 JPEG 压缩标准相统一。先把图像分 成 8x8 的不同小块，再分别对每一块进行 DCT 变换，进而嵌入 水印。本文采用后一种方法嵌入水印。
印的鲁棒性越强，但是透明性（不可感知性）就越差。纹理越复
杂（d 值越大）的块，嵌入的信息量越大，相应的水印强度 k 值就
越大。
步骤 4：对所有的块作 DCT 反变换，得到最终嵌入水印的 图像。
3.3 水印的提取过程 水印的提取与水印的嵌入过程相反： 步骤 1：计算出水印图象的长度 m 步骤 2：对待检测图象分块，对每一块作 DCT 变换，按照与 嵌入时步骤 2 相同的
创 序列一一对应。当水印序列的值为 0 时不嵌入随机序列，为 1 时按照下面的过程嵌入随机序列。
新 随机序列是密钥。随机序列太长，算法过于复杂；太短，容 易受到攻击。折中考虑，我们把随机序列的长度设为 22（与中频
4 实验结果分析
本文使用 256 色 lena 图像(256x256)进行实验．水印图像使 用一幅 24x24 的二值图像，如图 2 所示。图 3 是嵌人水印之后 的 lena 图像及从其中提取出的水印图像，由峰值信噪比 PSNR 可以看出嵌入水印对原图的改变对人类视觉系统的隐蔽性较 好。对嵌入水印的 lena 图像进行 JPEG 压缩攻击，在压缩因子 为 40 的情况下，效果较好：在压缩因子为 20 的时，效果差一 些，但仍有效。对水印图像进行高斯模糊与均值滤波，被攻击时 均值改变较小，因此对于这类模糊攻击具有较好的鲁棒性。
频分量中。 实验结果表明,该算法抵抗噪声较强,但其抵抗平滑攻击、锐化攻击的能力较差。
关键词: 数字水印; DCT; 鲁棒性
中图分类号: TP391
文献标识码: A
Abstract: This paper proposes a new technique to choose parts of the image to embed watermarking,which chooses relatively complex parts of the image to embed watermarking in light of the complication of the original image.Then watermarking is embedded in light of stochast sequence in DCT middle frequency of those parts by scrambling.Experimental results show that the algorithm has the desired properties such as robustness against noise,but insuficiency against smoothing attack and sharping attack operation. Key words: Digital Watermarking; DCT; Robust
图象的细节信息，要提高图象的不可感知性，应该将随机序列
嵌入到高频部分；低频部分和高频部分都分别容易受到高通和
低通滤波的影响。为了兼顾嵌入信息的不可感知性和鲁棒性，
将随机序列嵌入到频域矩阵的中频部分。据此，我们选择图 1
中标示的 21 至 42 这 22 个中频系数进行随机序列的嵌入。随 机序列的嵌入过程是：
向上的包络是衰减的，也就是说，序列依次为 DC 分量，然后是
交流分量，交流分量首先是低频域，然后是中频域，最后是高频
域。在图 1 中共有 22 个中频系数（系数 21 至 42），21 个低频系
数（系数 0 至 20），21 个高频系数（系数 43 至 63）。我们计算出
这 21 个高频频系数的和 fh 和 21 个低频系数的和 fl，计算 fh/
对水印图像添加椒盐噪声，仍然可以在图像改变较大的情 况下提取出与原水印相似程度较高的的水印。由于嵌入和提取 都需要选出纹理相对复杂的块，因此对涉及到平滑和锐化处理 （比如均值滤波）的攻击，效果差一些。
系数的个数相同）。8*8 的块，进行 DCT 变换后，频域矩阵中共
有 64 个系数，从其中选择部分系数进行嵌入。高频部分代表了
对频域矩阵进行 ZigZag 方式排序（如图 1）
22 次比较。如果大，记为 1；如果小，记为 0；得到长度为 22 的序
列。将此序列 Xi(i=0,1,…21)与指定序列（密钥）Pi(i=0,1,…21)进
行相关性计算，计算公式为：
Correlation=
?
如果待检测图象没有受到任何攻击，相关性为 1。对相关性
《PLC 技术应用 200 例》
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ÁÂÃÁÂ 信息安全 如何确定频域距阵的高频、中频和低频部分呢？这就需要
《微计算机信息》(管控一体化 )2009 年第 25 卷第 6-3 期 象在 DCT 域 22 个中值系数按照从上到下从左到右的顺序进行
- 50 - 360元 / 年 邮局订阅号：82-946
《现场总线技术应用 200 例》
信息安全
《 微 计 算 机 信 息》 ( 管 控 一 体 化 )2009 年 第 25 卷 第 6-3 期
由此可见，文中提出的信息安全虚拟训练系统可以显著提 高信息安全教育效果，增强用户安全意识和为安全防范提供有 效帮助。 基于数据库调用的工作模式使得虚拟系统的扩展性非 常 强 ，可 以 随 着 信 息 安 全 技 术 的 变 化 而 变 化 ，只 需 要 增 加 模 拟 器种类、数量和新型任务模式就可以达到与时俱进的目的。 同 时，模拟方法虽然存在缺点，但它是可视化的，是对那些不确定 的复杂概念的有效交流手段，将其应用在信息安全教育领域可 以极大地帮助我们提高训练效果，因此，通过仔细的规划设定 和适当的学习是可以减少其负面影响的。 参考文献 [1]B. Stackhouse, Why Do Hackers Have the Advantage? The Problem with a One -Dimensional Security Approach [EB/OL], SANS Institute Security Reading Room at /in－ fosecFAQ/hackers/hackers_advantage.html January 25, 2001. [2] 郑 连 清 ，刘 增 良 ，吴 耀 光 . 战 场 网 络 战 [M]. 军 事 科 学 出 版 社 , 2002.1. [3]R. Letteer, Information System Security Education, Training & Awareness for Web Administration – An Integral Part of De－ fense- in-Depth [EB/OL]. SANS Institute Security Reading Room, at /infosecFAQ/legal/infosec_edu.htm September
设置一个阈值 s，将相关系数与预先确定的阈值 s 进行比较。大
于阈值表明此块曾经被嵌入随机序列，计为 1；小于阈值则没有