基于DCT的数字水印系统

王忆慈++周慧++吕爽++丁超洋

摘要：随着现代科学技术的迅猛发展，信息交流成为人们学习的一种途径，但也成为犯罪者用来获利的主要方式之一。本文中主要介绍个人版权信息的保护。通过隐藏在作品中的数字水印信息就可以了解原作品的作者信息、销售途径并且能够辨别作品的真伪，实现防伪溯源以及版权保护。

关键词：数字水印；DCT变换；版权保护

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）10-0070-02

1 引言

数字水印在现实生活中的应用逐渐增多，该技术可以应用于数字作品的版权保护、传递比载体信息更加重要的秘密信息。国家也越来越重视这方面的相关研究，而数字水印的鲁棒性等则是研究的重点。数字水印所具有的强大的鲁棒性保证了嵌入作品的水印难以被攻擊者破坏、篡改，即使在传递作品过程中经过多次有意或无意的信号处理之后，依然能够保持它的部分完整性并通过一定算法将水印从原作品中提取出来，鉴别出水印的真伪。

2 算法原理

2.1 DCT变换

离散余弦变换（Discrete Cosine Transform）是可分离的变换，其变换核为余弦函数，是数码率压缩需要常用的一个变换编码方法，该算法将原画面信息块转换成代表不同频率分量的系数集。

2.2 二维离散余弦变换

二维DCT正变换核为：

式中：x，u=0，1，2，…，M-1；y，v=0，1，2，…，N-1；

二维DCT定义如下：

设f（x，y）为M×N的数字图像矩阵，则：

式中：x，u=0，1，2，…，M-1；y，v=0，1，2，…，N-1；

DCT是先将整体图像分成N×N像素块，然后对N×N像素块逐一进行DCT变换。一般取N=8。因为随着N增大效率提高，而当N大于8的时候效率提高不明显复杂度反而大为增加。

3 DCT水印嵌入过程图

如图1。

4 实验结果与分析

本次实验用到的原始图像（图2）为256×256，水印图像为32×32。为了检测嵌入水印的鲁棒性，分别对嵌入水印的图片进行中值滤波攻击（如图3）、变小攻击（如图4）以及旋转攻击（如图5）。

从实验结果可以看出，嵌入水印的图像除了经过中值滤波的攻击后水印有稍许改变之外，其他攻击均没有破坏原水印的完整性。说明DCT保证了数字水印良好的鲁棒性。

5 结语

本文讲解了基于DCT的数字水印系统的研究背景、研究意义以及在平常生活中的具体应用，实验表明基于DCT变换的数字水印经过恶意攻击以及变形之后仍然能够保持水印的部分完整性，证明了其具有的良好的鲁棒性。

参考文献

[1]夏文财.数字水印的研究现状与发展[J].科教导刊：电子版，2017，（9）：161.

[2]王静.基于DCT域的图像水印算法研究[D].西安：西北大学，2011.

[3]丁镠.DCT域水印和文本水印算法的研究[D].江苏：江苏大学，2010.