基于分块DCT的自适应扩频水印算法

摘要

随着信息时代的到来，特别是Internet的普及，使存储和传输数字化信息成为可能，但同时信息的安全保护问题也日益突出起来。当前的信息安全技术几乎都是以密码学为基础，无论是采用传统的密钥系统还是公钥系统，其保护方式都是控制文件的存取，即将文件加密成密文，使非授权用户不能解读。但是随着计算机处理能力的快速提高，这种通过不断增加密钥长度来提高系统密级的方法变得越来越不安全。 数字水印技术是指在宿主数字媒体（图像、声音、视频）中嵌入一定量的数字信息，例如作者的电子签名、日期、公司图标等，用以证明作品的所有权，并可作为起诉非法侵权的证据，从而保护作品原创者的合法利益。 本文首先分析了信息隐藏技术的由来，并对各种信息隐藏技术作了简单的介绍，还说明了信息隐藏的特点，然后详细说明了数字水印技术的研究背景和工作原理，并介绍了各种数字水印的分类和特点，还对目前数字水印的应用领域、研究现状和发展趋势也进行了简单介绍。 第二章到第四章是本文的重点，着重介绍以图像为载体的数字水印技术的一些关键技术。第二章介绍空域图像水印技术和DCT域图像水印技术，第三章介绍数字水印的检测技术，第四章介绍目前一些数字水印技术的攻击方法。DCT域图像水印技术部分详细介绍了DCT（Discrete Cosine Transform）域数字水印的嵌入及实现过程；数字水印检测结果的评测详细介绍了数字水印嵌入后载体图像的品质，及水印提取后与原水印间的相关系数；水印的攻击部分介绍了数字水印应具备的两个主要特征及目前存在的各种攻击方法，同时提出了数字水印反攻击的一些策略。 第五章提出了利用前三章研究的技术，提出了一个利用块分类的DCT域自适应扩频图像水印算法。嵌人的水印是一个可视二值图像，用两个不相关的伪随机序列分别代表水印信息中的0和1，从而达到扩频的目的。将扩频后的水印信号，嵌入到分块DCT域的中低频段系数中的过程中，充分考虑到了局部图像的复杂度，能够自适应地调整嵌入强度，提取水印信号无需使用原始图像。仿真实验表明：图像经过JPEG有损压缩、低通与中值滤波和剪切等图像处理操作后仍是稳健的，同时也指出了一些存在的不足，以便以后更好的研究。 第六章是全文的总结和对未来工作的方向的设想。