【正文】 Based on The DCT Domain Abstract With the popularization of puter and work technology, digital product privacy and copyright protection, which makes gradually highlighted digital watermarking technology to bee a hot issue. Digital watermarking embedding and extracting problem based on the DCT domain has been researched in this paper. Firstly, this paper expounds the basic idea and method of digital watermark and extraction based on the DCT domain. And then the visible and not visible watermarking embedding and extracting are realized by using MATLAB software. Lastly the two watermarks separately carried on the resistance to attack, including pression test attack and noise adding attack, whirling attack, etc. Expected results have been achieved. Finally, the visible and not visible watermarking have been pared separately from embedding method, output and extraction method. Keywords ： digital watermark DCT domain watermark extraction robustness 目 次 1 緒論 ................................................................. 1 課題的研究現(xiàn)狀及熱點問題 ........................................ 1 數(shù)字水印的關鍵技術及應用 ........................................ 2 本文的主要研究內(nèi)容 .............................................. 5 2 數(shù)字水印的基本原理 ................................................... 6 DCT 域數(shù)字水印嵌入原理 .......................................... 6 DCT 域數(shù)字水印提取原理 .......................................... 6 本章小結 ........................................................ 7 3 數(shù)字水印的嵌入設計 ................................................... 7 DCT 域數(shù)字水印嵌入流程 .......................................... 7 水印嵌入的結果 .................................................. 8 本章小結 ....................................................... 11 4 數(shù)字水印的提取設計 .................................................. 12 DCT 域數(shù)字水印提取流程 ......................................... 12 水印提取的 結果 ................................................. 13 本章小結 ....................................................... 15 5 魯棒性分析 .......................................................... 16 抗噪聲測試 ..................................................... 16 抗壓縮測試 ..................................................... 20 本章小結 ....................................................... 21 結論 ................................................................... 22 參考文獻 ............................................................... 23 致謝 ................................................................... 25 附錄 A .................................................................. 26 附錄 B .................................................................. 28 河北工業(yè)大學 城市學院 2021 屆本科畢業(yè)設計說明書 1 1 緒論 課題的研究現(xiàn)狀及熱點問題 隨著計算機的普及，許多傳統(tǒng)媒體內(nèi)容都向數(shù)字化轉變，并且在電子商務中即將占據(jù)巨大市場份額，如 mp3 的網(wǎng)上銷售，數(shù)字影院的大力推行，網(wǎng)上圖片、電子書籍銷售等等，在無線領域，隨著移動網(wǎng)絡由第二代到第三代的演變，移動用戶將能方便快速的訪問因特網(wǎng)上數(shù)字媒體內(nèi)容，基于有線或無線網(wǎng)絡的數(shù)字媒體內(nèi)容的應用即將是信息時代新的傳統(tǒng)。本論文研究的是基于 離散余弦變換（ Discrete Cosine Transformation） 域的數(shù)字水印的嵌入與提取問題。文中首先闡述了 DCT 域數(shù)字水印嵌入與提取的基本思路與方法，然后運用 MATLAB 軟件實現(xiàn)了可見水印與不可見水印的嵌入與提取，并對兩種水印分別進行了抗攻擊性測試，包括壓縮攻擊、加噪聲攻擊、旋轉攻擊等。但是，數(shù)字媒體內(nèi)容的安全問題成了 瓶頸 問題，一度制約著信息化進程。國際上一些成立了專門的機構，如拷貝保護技術工作組（ CPTWG,Copy Protection Technique Working Group）從 1995 年開始致力于基于 DVD的視頻版權保護研究，安全數(shù)字音樂創(chuàng)始（ SDMI,Secure Digital Music Initiative）從 1999 年開始研究音頻的版權版護，數(shù)字水印是其中的核心關鍵技術。保真性，即加入水印后，并不會損害原來的媒體內(nèi)容價值 [3]。 數(shù)字水印的關鍵技術及應用 從技術上講，目前的數(shù)字水印算法可以分成兩類：空域水印算法和頻域（變換域）水印算法。它的優(yōu)點在于對載體影響很小 ,計算速度較快 ,隱藏的信息較多 ,且適合多種媒體。 （ 2）變換域算法等借鑒擴頻通信技術 [7],把水印擴展到很多頻率段上 ,每個頻率段上的水印信息都小到不可檢測的程度。因 此 ,變換域算法為目前研究的重點 ,基于變換域的算法較多 [8]。因此 ,為了獲得較高的魯棒性 ,應將水印信息嵌入到圖像的中低頻區(qū)域。在設計、采用一個具體的水印算法時 ,可根據(jù)應用目的、圖像的使用限制及其他約束條件等情況綜合考慮。 基于 DCT變換的數(shù)字水印總體思想 （ 1） DCT 變換 [13] a、一維離散余弦變換與反變換的表達式如下： （其中 u=0,1,2… N1） （公式 1） 河北工業(yè)大學 城市學院 2021 屆本科畢業(yè)設計說明書 4 (其中 x=0,1,2… N1) （公式 2） 其中 a(u)由下式定義： （公式 3） 注： x為空域點的順序， f(x)為圖像的空域值， u為變換域點的順序， C(u)為變換域的值， a(u)為系數(shù)， N 為采樣點數(shù)。下面是一些水印信號生成的方法 : a、偽隨機序列的生成以個人信息作為種子 ,采用一般隨機序列產(chǎn)生的方法 ,來生成偽隨機序列。例如用 Logistic 方程等產(chǎn)生的序河北工業(yè)大學 城市學院 2021 屆本科畢業(yè)設計說明書 5 列。 （ 3）水印嵌入的討論 在實際應用中 ,圖像經(jīng)過二維 DCT 變換之后 ,DC 直流分量及 AC 交流分量的中頻部分集中了圖像的大部分能量 [15]。另外， DCT 變換處理起來速度較慢，在實際應用中會受到一些限制，所以最好采用一種 DCT 的快速算法進行處理。 本文的主要研究內(nèi)容 本文主要完成以下內(nèi)容： 第一章 介紹數(shù)字水印的基本 內(nèi)容，基本原理，發(fā)展歷程，現(xiàn)階段的發(fā)展狀況，以及未來的發(fā)展方向， 介紹離散余弦變換的基本思想與方法。 第五章對本課題所實現(xiàn)的數(shù)字水印進行魯棒性測試，并對測試結果進行討論。然后，將水印圖像的變換域的值疊加到原圖像的變換域的指定頻段，可見水印與不可見水印的嵌入位置的選擇不同。 DCT 域數(shù)字水印提取原理 水印提取的原理框圖如圖 2 所示，首先將嵌入水印后的圖像進行離散余弦變換，與此同時將原圖像也進行離散余弦變換，然后將兩幅圖像變換后輸出的 DCT域的結果進行相減，此時相減后得到的結果需要進行位置調(diào)整才能在經(jīng)過后面的反變換后輸出正常的水 印圖像。 3 數(shù)字水印的嵌入設計 DC