基于DCT 变换的数字水印算法在军事通信中的应用

郜业军，汪 兵

（中国人民解放军78098 部队，成都 611237）

数字水印技术作为信息安全领域的新热点，可以有效地解决信息传输的安全性问题。数字水印技术将秘密信息隐藏到宿主之中，可以有效保护信息不被敌方窃取和篡改，因此数字水印技术在军事领域中的应用有着重要的现实意义。本文讨论基于DCT变换的数字水印实现方案。

本文设计了一个基于DCT 变换的数字水印算法。通过仿真实验证明，该算法不仅具有不可感知性，而且具有良好的鲁棒性。

1.1 水印嵌入的过程

（1）对原始图像进行离散余弦变换域（DCT）变换。

（2）数字水印的嵌入。按照嵌入算法，将预先设定好的水印序列嵌入在原始图像DCT 的变换域系数中。嵌入公式为：。其中α 表示数字水印在变换域系数中嵌入深度。

（3）对包含水印的系数进行反余弦变换，就得到了隐密载体。

1.2 水印提取的过程

（1）原始图像和隐密图像分别进行DCT 变换，得到各自的变换域系数。

（2）按照嵌入算法的反过程提取水印，提取公式：

1.2 相关度计算

本实验采用相关度来检测图像中是否存在数字水印。当从被检测图像中提取出来的水印信号和原始水印信号有很强的相关性时，即可得知图像中水印的存在与否。

定义：初始水印是W，提取的水印信号为W*，水印信号的个数为n，则相关度为：

根据假设检验计算出相关度，我们设定一个判断规则：预设一个合理临界值T，若 ，可以判定被测图像中含有水印W。

1.3 实验结果

图1 原始图像和嵌入水印后的图像

本实验是在256×256大小的灰度图中嵌入水印。实验表明，通过视觉系统看不出原始图像和嵌入水印的图像之间的差异，说明具有良好的不可感知性。

2 水印攻击实验

水印系统鲁棒性的评估是以水印图像在经历各种图像攻击后是否能够检测出水印为依据。水印检测时使用50个随机的数字水印分别和含水印图像进行相关性检测。测试结果如图2所示，横坐标表示测试的50个水印信号，纵坐标表示相关度数值。通过实验得知第10个水印信号的相关度数值明显大于其他值，即为正确水印。实验结果证明该算法对通常的图像系统攻击具有一定的鲁棒性和不可见性。

图2 系统攻击的相关性检测

3 结束语

本文设计并实现了一个基于DCT 变换的数字水印系统，通过实验验证，可以看出，具有很好的透明性和安全性。本课题的研究，对于军事机密数据传输的安全问题，有着重要的参考价值。