水印外文文献.doc

精品文档杭州电子科技大学毕业设计（论文）外文文献翻译毕业设计（论文）题目基于DCT变换的图像水印算法仿真与实现翻译（1）题目一种基于DCT域的盲水印算法翻译（2）题目一种基于DCT域的有效的盲水印算法学 院通信工程专 业通信工程姓 名陈哲班 级08083411学 号08081116指导教师汪斌一种基于DCT域的盲水印算法1摘要这篇论文提出了数字图像在DCT域的一种盲水印算法，该算法使用了DCT系数的平均值作为临界值来实现水印的嵌入。在嵌入过程中，水印图像经过Arnold变换，原始图像被分成很多块，这些块将被转换成频率域的系数。计算这些选自同一位置DCT块中的系数1. ZHAO Rui-mei, LIAN Hua ,PANG Hua-wei ,HU Bo-ning. College of information Science and EngineerningHebei University of Science and Technology,Shijiazhuang的平均值，根据Arnold变换，每一个DCT块中的系数将会将被修改成一个不低于最低阈值，不高于最高阈值的定值。在水印提取过程中，不需要原始载体图像参与，该试验结果表明，该算法对于一般的图像处理例如JPEG压缩，滤波，加噪污染，剪切和缩放具有良好的不可见性和鲁棒性。一 引言 随着因特网和多媒体处理技术的快速发展，信息安全和版权问题已经引起了人们的高度重视，如何实现一种能保护版权的网络越来越受到重视。数字水印技术是一种解决这个问题的有效办法，该技术利用人感官器官的隐蔽性和数字信号本身固有的冗余性向载体信号中嵌入水印。水印技术分为盲水印技术和非盲水印技术，盲水印技术是指在提取水印的过程中不需要提供源载体图像，非盲水印技术是指在提取水印过程中需要提供源载体图像。基于变换域的数字水印技术利用在频域的视觉冗余特点向载体图像中嵌入水印。然而因为量子化错误，大多数基于域变换的水印方法是非盲水印技术，这里我们提到一种基于DCT域的盲水印算法。在这一算法中，载体是一副灰度图像，水印是二值图像。载体图像被分成一些块，每一块将被转换成DCT域的一些系数。这些来自DCT域块中的系数将被调整后嵌入水印。二水印嵌入算法水印嵌入的处理过程如下图所示。图1 水印嵌入过程图解2.1 DCT变换 原始载入图像(0L-1,0L-1)被分成很多小块 (K8=L，07,07, =1,KK)，每一小块被转换成DCT域的系数。对一副N N的数字图像来说，DCT变换根据下面公式：（1） ( If ,;others ) 相应的IDCT变换如下：（2）2.2 Arnold置乱 一幅KK的二进制水印图像经过Arnold变换后变成了，降低了图像的自相关系数以加强水印的保密性。Arnold变换具有周期性，即当迭代到某一步时，将重新得到原始图像。Arnold变换的公式如下： （3）2.3 水印嵌入 当一幅图像经过DCT变换之后，图像上的能量都集中在直流电系数和低频交流电系数上。人眼视觉系统对这些成分的分量非常敏感，在通过低通滤波器之后，高频部分很容易改变，所以在算法中，一些低位置的中频成分得以运用。在水印嵌入的处理过程中将被转换成一组以行扫描方式排列的一维序列 (=,=1,2, , K K)，当经过DCT变换后，就得到了DCT_(=1,KK)。每一个块中的系数DCT_(164)用来计算平均。公式如下所示 （4）然后，将序列通过下列公式嵌入到DCT_中去。 （5）是可以用来调整水印图像的不可见性和鲁棒性的一点小浮动。在DCT_被改变之后，每一块DCT_将通过IDCT变换来得到水印图像。三 水印的提取水印的提取很简单，过程如下：(1) 先将加载了水印的图像分成88块DCT_(=1,2,KK)(2) 通过下列公式获得一维序列(=,=1,2,KK) （6）(3) 将被重组成二维图像，在经过Arnold变换就得到了。四 实验在实验中，将如图2(a)中的一副大小为256256的图像灰度图像作为载体图像，将如图2(b)中的一副3232的二值图像作为水印。图2 灰度载体图像和水印图像实验中的算法是通过Matlab 6.5仿真的。峰值信号噪音功率比（PSNR）用来衡量嵌入水印的不可见性，标准化的互相关系数（NC）用来衡量提取的水印和原来水印的相似性。当DCT块转换成以zig_zag方式排列的一维向量时，实验表明DCT块中水印嵌入的位置改变时，信噪比也不一样。如下图所示图3 PSNR和水印嵌入位置的图表4.1JPEG压缩通常，为了减少存储空间和增加传输速率，水印图像需要经过压缩，JPEG压缩是很普通的一种压缩技术，图4(a)是经过品质因素50的JPEG压缩后的水印图像。图4(b)是提取的水印图像。图4 经过JPEG压缩后的图像和从图像中提取的水印有可能使算法具有更好的鲁棒性。例如，当的值等于10，品质银子的值等于30时，PSNR就等于31.8130dB，NC的值等于1。当JPEG压缩中的品质因子不一样时，PSNR和NC的值也相应的改变，图5表示它们的改变情况。图5 PSNR和NC值的改变情况4.2 滤波滤波是一种很普通的图片处理技术图 6(a)(b)(c)分别是经过33中值滤波，33高斯低通滤波，33文纳滤波器处理的从加过水印的图像中提取的水印。图6 经过滤波处理后从加过水印的图像中提取的水印4.3 噪声污染图7经过噪声污染后从加过水印的图像中提取的水印图7(a)(b)分别显示的是经过平均值为0，差值是0.003的高斯噪声和密度为0.01的椒盐噪声污染的水印图像中提取水印，图7(a)的NC值是0.9465，图7(b)的NC值是0.9543。4.4 图像缩放图8(a)(b)(c)分别显示的是加水印的图像经过0.5,0.8和1.5的缩放后提取出来的水印。图8 加水印的图像经过缩放后提取的水印 4.5 图像剪切图9(a)显示的是左上角剪去四分之一后的水印图像。图9(b)显示的是从剪切后的图像中提取出来的水印，它的NC值是0.9663。图9 从剪切后的水印图像中提取出来的水印五结论在这篇论文中，提及了一种基于DCT域的数字图像盲水印嵌入算法。水印图像首先经过Arnold变换后置乱，然后嵌入从源图像中得到的低中频系数。这些选定的系数的位置可以被调整以至于在不可见性和鲁棒性之间可以得到更好的平衡。这个实验结果表明这个算法基本良好的不可见性，可以抵抗一些例如JPEG压缩，滤波，加噪污染，剪切和缩放的攻击。参考文献：1 .Ding Wei ,Yan Wei-qi ,Qi Dong-xu (2001). “Digital image scrambling technology based on arnold transformation”. 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Electronic Engineer Department. ocational and Technology College,chengdu摘要：在多媒体网络传输中，使用信息隐藏技术显得越来越重要了，但是商业图像版权的保护中使用的主要还是数字水印技术。实现数字水印可以使用的数字水印技术，并对图像DCT变换。数字水印技术将宿主图像块转换成的矩阵，从转化矩阵DCT系数的选择部分频率成分，将水印也分成一个矩阵，然后将水印嵌入这些宿主图像中，最后通过IDCT变换得到水印图像。水印的提取使用的是和水印嵌入相反的过程。关键词：信息隐藏；数字水印；DCT一引言随着计算机软件和硬件技术的发展，数字媒体在教育、科研、娱乐等领域得到了越来越广泛的使用并且发挥着非常重要的作用。同时，随着互联网的迅猛发展,这些数字媒体可以被低成本、高速度的复制和传播。在这样的环境下，一些盗版商使用这些特点来损害了制造商和用户的合法权益，从而得到他们的个人利益, 数字媒体的版权保护成为迫切需要解决的问题。采取法律、行政等措施的同时，我们也应该提供一些基于数字媒体特点的技术上的保护。数字水印技术可以利用人类听觉的特点和视觉在数字媒体添加一些信息，使得人们很难辨别原始信息和处理过的信息的差别。加进去的信息可以通过特殊的检验提取以证明数字媒体的版权拥有者。作为一个有效的保护措施,数字水印技术已经越来越多的关注。基于不同水印实现，水印算法可分为空间领域方法和变换域的方法。空间域方法通过改变一些原始图像的像素值嵌入水印，该方法是利用算法和逻辑运算在数字空间嵌入原始水印，所以操作性相当简单，但是鲁棒性却很差。变换域方法首先对图像数据作一些改变,然后变换系数嵌入水印。一般来说，变换域的方法有DCT，DFT，DWT等，相比空间域的方法，变换域方法有几种优势。在变换域的水印能量覆盖所有像素的空间领域，这能帮助保证水印的透明性和保密性。在变换域，一些掩蔽视觉系统的特点可以纳入水印编码过程，从而促进水印的鲁棒性在变换域，一些掩蔽视觉系统的特点可以纳入水印编码过程，从而促进水印的鲁棒性。DCT是一个最普通的变换域的方法，该方法简单的计算且易于实现，这也是符合当前国际流行压缩标准，可在压缩域实现水印编码。因此，本文将在DCT域中嵌入水印。二 数字水印系统我们能看到的很多数字水印模型，图1是水印信号嵌入模型，它的作用是添加水印信号到原始信息。图2是水印测试模型，用来提取水印。A 水印图像的预处理：水印图像可以表示成，观察发现，水印图像可以转换成一个二位水印序列：，其中M,N分别代表水印的长度和宽度。为了增强水印的安全性，首先是随机置乱水印信息。通过密匙K和SG序列发生器，产生一个不重复的随机序列。根据序列S，对进行置乱，得到一个真正可以嵌入图像的水印序列。通过置乱，本文首先加强水印保密性以确保安全,同时使算法抵抗像切割一些攻击。K是水印嵌入序列和提取序列的关键，所以用户在嵌入和提取水印时不需要提供的任何的额外信息的。这就是所谓的盲水印算法参考文献：1 .Liu Zheng-tang. 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