【正文】 度量值的計算包括以下步驟：首先對圖像進行粗分塊，用濾波器組將編碼誤差和原圖分解到各個知覺組件中；然后用原圖作為掩蔽對象對每一像素計算檢測上限。 大部分用在視覺信息處理中的失真量度量或質(zhì)量度量方法都屬于差分失真度量 ( Difference Distortion Metric)。 考慮上述這些參數(shù)，對于公平的測試基準和性能評估，待評估水印方法必須在各種不同的測試圖像集中進行測試。但是，同時也希望這些圖像被掃描并被放到因特網(wǎng)上以后能夠得到保護。如果為了增強提取水印信息的準確性而使用糾錯碼等技術，則嵌入的比特數(shù)還需要增加。一般而言，在水印健壯性與不可感知性之間需要進行折衷。小波域數(shù)字水印設計與實現(xiàn)26 圖 原始圖象 圖 載入水印后圖像 圖 原始水印圖像從仿真實驗可以看出，加入水印后的圖像與原始圖像沒什么不同，這體現(xiàn)了數(shù)字水印的不可見性，同時反映了數(shù)字水印的安全性。（6）水印的提取是水印嵌入的逆過程，水印提取的過程中不需要使用原始圖像，只需知道水印嵌入的系數(shù)對位置，通過系數(shù)對之間的關系即可確定相應的水印值，水印提取方式如下： ()????1,0MiiWn????????其中 為水印嵌入系數(shù)對在低頻系數(shù)序列中的位置， 表示該水印序列中第 位。在提取過程中，根據(jù)相應位置上系數(shù)對的關系確定所包含的水印信息，因此，在水印的提取過程中只需知道水印嵌入位置，而無需使用原始圖像。將原始圖像不重疊地分成88的子塊，對每個子塊獨立地進行DCT，可以共享一些JPEG標準的特性。 算法的優(yōu)缺點該種算法在健壯性和安全性是非常優(yōu)秀的，可以抵抗各種常見的攻擊，但是，本算法實現(xiàn)復雜，理論和實現(xiàn)的距離較大 [11]。滿足條件的組塊不TNi,同于不滿足的。兩個連續(xù)選擇的組塊之間的距離滿足函數(shù)： ()其中， 代表兩個連續(xù)選擇的組塊之間的距離，L 是高斯分布的維數(shù)，G() 是網(wǎng)絡xj的輸出， 、 、 代表水印提供的分布的參數(shù)。圖像分為 88 塊組成。這幾種方法的結合正式產(chǎn)生 JPEG 高壓縮比的原因。第一步，熵編碼的中間格式表示：先看 DC 系數(shù)。零行程長度超過 15 個時，有一個符號(15 ，0) ，塊結束時只有一個符號(0，0) 。為了進一步提高壓縮比，需要對其再進行熵編碼，這里選用 Huffman 編碼，分成兩步：（1） 熵編碼的中間格式表示對于 AC 系數(shù)，有兩個符號。我們可以對 Y 采用細量化，對UV 采用粗量化，可進一步提高壓縮比。 JPEG 的壓縮原理JPEG 的壓縮原理其實上面介紹的那些原理的綜合，博采眾家之長，這也正是JPEG 有高壓縮比的原因。 無損壓縮和有損壓縮：JPEG2022 提供無損和有損兩種壓縮方式，無損壓縮在許多領域是必須的，例如醫(yī)學圖像中有時有損壓縮是不能忍受的，再如圖像檔案中為了保存重要的信息較高的圖像質(zhì)量是必然的要求，同時 JPEG2022 提供的是嵌入式碼流，允許從有損到無損的漸進解壓。它的目標是進一步改進目前壓縮算法的性能，以適應低帶寬、高噪聲的環(huán)境，以及醫(yī)療圖像、電子圖書館、傳真、inter 網(wǎng)上服務和保安等方面的應用。 算法中常用的 MATLAB 函數(shù)介紹湖南工程學院畢業(yè)設計(論文)15MATLAB 有豐富的庫函數(shù)，其中有實現(xiàn)數(shù)字水印算法 FFT, DCT , DWT 等函數(shù)和相關處理函數(shù)，大大簡化了算法的實現(xiàn)。MATLAB 語言在各國高等院校與研究單位發(fā)揮著重大的作用。（2）強大的數(shù)學運算功能。在此基礎上，高版本的 Matlab 已逐步擴展到科學及工程計算的其它領域。所以可以說，Mat1ab 語言不僅是一種語言，廣義上講是一種該語言開發(fā)系統(tǒng)，即語言調(diào)試系統(tǒng)。 （2）用戶使用方便 Matlab 語言是一種解釋執(zhí)行的語言（在沒被專門的工具編譯之前） ，它靈活、方便，其調(diào)試程序手段豐富，調(diào)試速度快，需要學習時間少。在此環(huán)境下所解問題的 Matlab 語言表述形式和其數(shù)學表達形式相同，不需要按傳統(tǒng)的方法編程。第 3 章 MATLAB 軟件介紹 MATLAB 簡介 在科學研究和工程應用中，往往要進行大量的數(shù)學計算，其中包括矩陣運算。該技術可以驗證數(shù)據(jù)是否被篡改。DVD 防拷貝系統(tǒng)就是拷貝控制的一個典型的例子。（3）隱秘通信數(shù)字水印技術是信息隱藏技術的一個分支，其不被感知的特性使得利用數(shù)字水印實現(xiàn)隱秘通信成為可能。 數(shù)字水印的應用數(shù)字水印技術最早是作為一種版權保護技術被提出來的，但隨著數(shù)字水印技術研究的深入，其應用領域己經(jīng)有了很大的擴展，目前，數(shù)字水印技術研究針對的應用領域主要包括下面的幾個方面：（1）版權保護 數(shù)字水印技術最初就是為了幫助解決數(shù)字時代的版權保護問題而被提出的，而版權保護現(xiàn)今仍是數(shù)字水印最主要的研究和應用領域。不管是隱性還是顯性，但是必須的。 （6）按水印隱藏的位置劃分按數(shù)字水印的隱藏位置，我們可以將其劃分為時（空）域數(shù)字水印、頻域數(shù)字水印、時/頻域數(shù)字水印和時間/尺度域數(shù)字水印。按水印的用途，我們可以將數(shù)字水印劃分為票證防偽水印、版權保護水印、篡改提示水印和隱蔽標識水印。明文水印在檢測過程中需要原始數(shù)據(jù)，而盲水印的檢測只需要密鑰，不需要原始數(shù)據(jù)。用于版權保護的數(shù)字水印要求有很強的魯棒性和安全性，除了要求在一般圖象處理（如：濾波、加噪聲、替換、壓縮等）中生存外，還需能抵抗一些惡意攻擊。嵌入算法是水印系統(tǒng)的關鍵，它描述了如何將水印信息嵌入到原始圖像信息中，算法的好壞直接影響到數(shù)字水印系統(tǒng)的效果。除了上述的這些特性之外，數(shù)字水印技術可能涉及的方面還有很多。但是可以看到，如果將生成水印模板的種子密鑰也作為水印信息小波域數(shù)字水印設計與實現(xiàn)6的一個部分，或者將作品分割為幾個片斷分別嵌入水印，這個簡單的水印系統(tǒng)所能夠傳遞的信息容量就不再限于 1 個比特了。最后一種攻擊則表現(xiàn)為非法地嵌入水印信息，這種攻擊也叫偽造攻擊，即嵌入偽造的水印。在經(jīng)過這些操作后，魯棒的水印算法應仍能從水印圖像中提取出嵌入的水印或證明水印的存在。水印算法識別被嵌入到保護對象中的所有者的有關信息（如注冊的用戶號碼、產(chǎn)湖南工程學院畢業(yè)設計(論文)5品標志或有意義的文字等）并能在需要的時候?qū)⑵涮崛〕鰜?。然而，由于形成國際標準的算法要求必須具有優(yōu)越性、通用性，健壯性和有效性，并要得到世界各國的認同，所以形成標準是一項艱巨的任務。近年來數(shù)字水印技術的研究和發(fā)展都很迅猛，其研究方向也呈多元化，歸納起來大致有如下幾個方向：小波域數(shù)字水印設計與實現(xiàn)4首先很多研究著在試圖使水印處理技術與編碼算法的統(tǒng)一起來。迄今為止，學術界在這方面的研究思路一直未能突破“文件加密”的思維模式，然而，經(jīng)過加密的文件往往是混亂無序的，容易引起攻擊者的注意。國內(nèi)目前在證件防偽領域面臨巨大的商機，由于缺少有效的措施，使得“造假”、“買假”、“用假”成風，已經(jīng)嚴重地干擾了正常的經(jīng)濟秩序，對國家的形象也有不良影響。本文提出了一種基于 DCT（離散余弦變換）的水印算法，該算法主要進行了以圖像子塊作為嵌入基本單元的水印技術研究，通過建立系數(shù)掩蔽模型實現(xiàn)水印嵌入強度的自適應調(diào)整。實驗結果表明，該算法嵌入的水印具有較好的魯棒性 [1]。通過水印技術可以確認該證件的真?zhèn)危沟迷撟C件無法仿制和復制。網(wǎng)絡多媒體技術的廣泛應用使得利用公用網(wǎng)絡進行保密通信有了新的思路，利用數(shù)字化聲像信號相對于人的視覺、聽覺冗余，可以進行各種時（空）域和變換域的信息隱藏，從而實現(xiàn)隱蔽通信 [4]。數(shù)字產(chǎn)品的發(fā)布和使用通常要經(jīng)過編碼和傳輸。其中基于 DCT 變換和小波變換的水印處理技術是各國爭相研究的熱點，形成標準的可能性最大。水印可以用來判別對象是否受到保護，并能夠監(jiān)視被保護數(shù)據(jù)的傳播、真?zhèn)舞b別以及非法拷貝控制等。如果不掌握水印的所有有關知識，數(shù)據(jù)產(chǎn)品的版權保護標志應該很難被偽造。數(shù)字水印系統(tǒng)的安全性在水印的許多應用中都非常重要，但并不是每種水印系統(tǒng)都必須考慮這一特性，而在水印的不同應用中，對安全性的要求也不同。本文提出的水印方案都是 1 比特水印，但是只要稍經(jīng)改造，就能夠變成能夠傳遞一定信息量的多比特水印方案。并不是每一個水印系統(tǒng)都必須將數(shù)字水印各種性能同時都優(yōu)化到最好的程度，實際上也不可能做到這一點。預處逆過程主要是為了恢復預處理過程之前的某些屬性而設置的。原始數(shù)字圖象嵌 入算 法預處理逆過程水 印圖 像提 取原始數(shù)字圖象原始數(shù)字圖像數(shù) 字水 印預處理 預處理預處理小波域數(shù)字水印設計與實現(xiàn)8易損水?。‵ragile Watermarking） ，與魯棒水印的要求相反，易損數(shù)字水印主要用于完整性保護，這種水印同樣是在內(nèi)容數(shù)據(jù)中嵌入不可見的信息。一般來說，明文水印的魯棒性比較強，但其應用受到存儲成本的限制。票證防偽水印是一類比較特殊的水印，主要用于打印票據(jù)和電子票據(jù)、各種證件的防偽。時（空）域數(shù)字水印是直接在信號空間上疊加水印信息，而頻域數(shù)字水印、時/頻域數(shù)字水印和時間/尺度域數(shù)字水印則分別是在 DCT 變換域、時/ 頻變換域和小波變換域上隱藏水印。因而作為不可覺察性的要求，宿主數(shù)據(jù)上的每個采樣點的值（空間域或頻率域）的改變程度與其自身相比應該相對比較小。在數(shù)字作品中加入水印，當作品被盜版或出現(xiàn)版權糾紛時，所有者即可從作品中提取水印信號作為其擁有版權的依據(jù)，從而保護版權所有者的權益。公用網(wǎng)絡上存在大量的數(shù)字多媒體信息，可以把需要傳遞的信息用數(shù)字水印的方法嵌入到載體作品中，并將載體作品直接放到公用網(wǎng)絡上。除了拷貝控制，只要有相應的硬件，也可以實現(xiàn)對于作品使用、修改等其他操作的一些限制。在法律、醫(yī)學、或是商業(yè)的一些應用中，確定作品的內(nèi)容是否被修改、偽造或特殊處理過是非常重要的。這小波域數(shù)字水印設計與實現(xiàn)12些運算一般來說難以用手工精確和快捷地進行，而要借助計算機編制相應的程序做近似計算。不過，Matlab 作為一種新的計算機語言，要想運用自如，充分發(fā)揮它的威力，也需先系統(tǒng)地學習它。人們用任何一種語言編寫程序和調(diào)試程序一般都要經(jīng)過四個步驟：編輯、編譯、連接以及執(zhí)行和調(diào)試。 （3）擴充能力強 高版本的 Matlab 語言有豐富的庫函數(shù)，在進行復雜的數(shù)學運算時可以直接調(diào)用，而且 Matlab 的庫函數(shù)同用戶文件在形成上一樣，所以用戶文件也可作為 Matlab 的庫函數(shù)來調(diào)用。因此，不久的將來，它一定能名符其實地成為“萬能演算紙式的”科學算法語言。能夠方便、高效地實現(xiàn)音頻、視頻中的大量矩陣運算。 MATLAB 具有強大的數(shù)學運算能力、方便實用的繪圖功能和語言的高度集成性，它在其他科學與工程領域的應用也越來越廣，并且有著更廣闊的應用前景和無窮無盡的潛能。下面簡要介紹與數(shù)字水印算法實現(xiàn)有關的一些常用函數(shù)，函數(shù)的具體用法也可以通過命令 help{函數(shù)名} 來獲取 [8]。JPEG 2022 與傳統(tǒng) JPEG 最大的不同，在于它放棄了 JPEG 所采用的以離散余弦變換( Discrete Cosine Transform )為主的區(qū)塊編碼方式，而采用以小波轉(zhuǎn)換(Wavelet Transform)為主的多解析編碼方式。漸進傳輸：現(xiàn)在網(wǎng)絡上的 JPEG 圖像下載時是按“塊”傳輸?shù)?，因此只能一行一行地顯示，而采用 JPEG2022 格式的圖像支持漸進傳輸( Progressive Transmission)。其編碼器的流程為：圖 JPEG 編碼器流程解碼器基本上為上述過程的逆過程：圖 解碼器流程88 的圖 像經(jīng)過 DCT 變換后，其低頻分量都集中在左上角，高頻分量分布在右下角(DCT 變換實際上是空間域的低通濾波器)。所以上面所說的量化表通常有兩張，一張是針對 Y 的；一張是針對 UV 的。符號 1 為行程和尺寸，即上面的（RunLength ，Size ）。對符號 1 進行 Huffman 編碼（亮度，色差的 Huffman 碼表不同）。假設前一個 88 子塊 DC 系數(shù)的量化值為 12，則本塊 DC 系數(shù)與它的差為 3，查表得 Size=2，Amplitude=3，所以DC 中間格式為(2)(3)。原圖像經(jīng)低通濾波器后亞采樣，得到與尺寸縮小的圖像，用前述基本系統(tǒng)算法對其編碼，將原圖像與它的差值（所稱差值圖像）進行第二級編碼。第一步首先根據(jù)確定的高斯分布確定一些組塊，然后在將水印加在挑選出的組塊上。下面，我們按行掃描來?i?i,rji,LNk?選出符合條件的組塊。為保證只有一個分布函數(shù)應用于組塊的選擇，我們設定：，for j=2,…,N, i=1…,L ()??,1,minijijijT?????上式保證了在此時，只有唯一一個函數(shù)應用于下一組塊的選擇。 一種基于圖像子塊的 DCT 域水印算法用來嵌入水印的 DCT 系數(shù)滿足如下條件：(1)在經(jīng)過常見信號處理和噪聲干擾后能很好地保留，即這些 DCT 系數(shù)不應過多的為信號處理和噪聲干擾所改變。因此，為了與JPEG算法更好地適應，將原始圖像劃分成多個88的子塊，每個圖像子塊獨立地進行DCT，并在其DCT域中嵌入一位水印信息。水印是二值圖像，選取二值圖像的原因只有以下兩點：（1）二值圖像具有一定的視覺直觀性；（2）二值圖像的數(shù)據(jù)只有0或1，有利于水印的提取過程中不