DCT域图像水印技术

1、DCT域图像水印技术一实验目的：使用MATLAB软件，熟悉DCT域图像水印技术，并学会该技术将特定的内容嵌入图像中。二实验原理：离散余弦变化（Discrete Consine Transform）简称DCT。任何连续的实对称函数的傅立叶变换中只含有余弦项，因此余弦变换与傅立叶变换一样有明确的物理意义，DCT变换避免了傅立叶变换中的复数运算，它是基于实数的正交变换。DCT变换矩阵的基向量很近似于Toeplitz矩阵（系数矩阵对称且沿着与主对角线平行的任意一对角线上的元素都相等）的特征向量，而Toeplitz矩阵又体现了人类语言及图像信号的相关特性。故DCT常常被认为是对语音和图像编码的最佳变换，

2、同时DCT算法较易于在数字信号处理器中快速实现，因此它目前在图像编码中占有重要的地位。二维DCT变换是目前最常使用的有损数字图像压缩系统JPEG系统的核心。在本次实验中我们用了matlab内嵌的函数dct2()和idct2()，来进行dct变化和反变换。大大简化的试验的过程。与空域图像水印相比，DCT域图像水印对压缩，滤波和其他一些数字处理算子具有更强的稳健性，同时又与常用的图像压缩标准JPEG兼容，因而得到了广泛的重视，基于DCT的数字水印技术是目前水印技术中研究的最多，最深入，而且也是最成熟的。本次试验为了简化过程，所以没有进行通常的图像分块DCT的过程，而是直接寻找DCT变换值小于门限的

3、位置，并在这些位置中嵌入水印。以图像Lena为载体图像，大小为 256×256。shuiyin.txt为存放水印的文件（复旦大学数字水印2006年12月22日）。DCT嵌入水印及水印提取的过程如下：1 读原始图像和水印文件。2 图像进行DCT变换。3 根据水印的字符多少来确定DCT门限值的大小。4 根据DCT门限值来确定图像中要嵌入水印的位置。5 在变换后的图像中嵌入水印。6 用之前得到的嵌入水印的位置提取出水印。三实验内容：以下是进行DCT域图像隐藏的程序。DCT_suiyinqr.mclcfid=fopen('shuiyin.txt','rt');

4、% 打开shuiyin.txt文件，对其进行读操作 A,count=fread(fid); % 将标识符为fid的文件以二进制的方式全部读入A中 % count中存放的是A的大小 fclose(fid);% 关闭文件 RGB=imread('Lenna.bmp');% 装入图像figure(1),imshow(RGB);% 显示图像I=rgb2gray(RGB); % 将真彩图像转换为灰度图像figure(2),imshow(I);% 显示灰度图像J=dct2(I); % 进行余弦变换m n=size(J);% 计算矩阵J的大小% 根据shuiyin文件中的字符数，计算DCT变

5、换的门限值的大小，并放在num变量中if count<=20 num=0.001;else if count<=44 num=0.002; else if count<=116 num=0.005; else if count<=224 num=0.01; else num=0.1; end end endend% 记录DCT变换值小于num的位置% 并将DCT变换值小于num的元素设为0j=0;for i=1:m*n if abs(J(i)<num j=j+1; s(j)=i; J(i)=0; endend%K=idct2(J)/255;% 进行余弦反变换fig

6、ure(3),imshow(K);% 显示一部分元素被设为0后的图像% 将A中字符逐一嵌入J中for i=1:count J(s(i)=A(i); end%figure(4),imshow(K);% 显示嵌入水印后的图像imwrite (K, 'result.jpg', 'jpg');for i=1:count J(s(i)% 提取20个嵌入的数字end四结论与分析： Lenna.bmp temp1.jpg temp2.jpg result.jpgtemp1.jpg为直接由Lenna.bmp转化而来的灰度图像。temp2.jpg为将temp1.jpg中DCT变换值小于num的元素设为0后的图像。result.jpg为