【正文】 息隱藏算法能夠充分利用頻域特性，將秘密信息分布到載體圖像的各像素上，以提高算法的魯棒性。其過程為上述嵌入秘密信息算法的逆運算：先將隱密圖像分割為互不重疊的88子塊；對每一個子塊進(jìn)行DCT變換；然后對DCT變換后的系數(shù)進(jìn)行嵌入算法的相反運算，得到提取的圖像子塊；最后將上面得到的所有圖像子塊合并成一個完整的圖像。因此，兼顧嵌入秘密信息的隱蔽性和魯棒性，低中頻帶可以考慮作為嵌入秘密信息的理想位置選擇。在對圖像進(jìn)行處理時，有損模式下，通常DCT算法采用將88像素塊作為一個數(shù)據(jù)單元，對88大小的圖像數(shù)據(jù)塊進(jìn)行二維離散余弦變換。DCT系數(shù)量化一般根據(jù)一張量化表提供的元素進(jìn)行量化。(3)水印的嵌入。 原始圖像與嵌入水印后的圖像對比 水印的提取對原始圖像和嵌入水印的圖像分別進(jìn)行離散余弦變換。而radio的意思是比率或比列的。數(shù)字水印技術(shù)的另一項重要指標(biāo)就是考察對于已經(jīng)實現(xiàn)水印嵌入的圖象未檢測時，看其對于原始的載體圖象實行攻擊后，水印的可承受度和載體圖象以及提取水印的效果如何?？梢奃CT算法還是不錯的。要用JPEG基本壓縮方法處理真彩色圖像，首先要把RGB顏色模式圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RGB顏色模式的數(shù)據(jù)，Y表示亮度，Cb、Cr分別表示色度和飽和度。例如：在采樣比例為4：1：1中，每個MCU單元中含有4個亮度矩陣、1個Cb矩陣和1個Cr矩陣。當(dāng)頻率系數(shù)經(jīng)過量化后，將頻率系數(shù)由浮點數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)榱苏麛?shù)，這有利于執(zhí)行最后的編碼。如果該系數(shù)代表的是細(xì)節(jié)(高頻部分)，其能量較小(如矩陣右下部分的系數(shù))，忽略它并不會影響視覺品質(zhì)，則該對應(yīng)整數(shù)可以規(guī)定的大一些，使得該系數(shù)被除后商為0，也就是此系數(shù)所代表的成分。由于現(xiàn)有計算機的計算能力不斷翻番以及網(wǎng)絡(luò)分?jǐn)傆嬎慵夹g(shù)的不斷完善，因此傳統(tǒng)的加密方法已受到極大的挑戰(zhàn)，而新興的信息隱藏技術(shù)則可以進(jìn)一步增強系統(tǒng)的安全性與可靠性。歸納了信息隱藏及數(shù)字水印技術(shù)的分類、特性與應(yīng)用。根據(jù)對本領(lǐng)域的研究體會，認(rèn)為以下幾個方面有待于進(jìn)一步的研究：(1)水印基本原理和評價方法的進(jìn)一步研究，包括水印理論模型、水印結(jié)構(gòu)、水印嵌入策略、水印檢測算法、水印性能評價以及水印的標(biāo)準(zhǔn)化等。利用人的視覺特性的方法大多是針對圖像、視頻、文本等數(shù)字媒體，而利用人的聽覺特性的方法大多是音頻等介質(zhì)。我要真誠的致謝我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師——黃亞飛。%讀取水印圖像figure(1)。 %將顏色值換算成double型并進(jìn)行歸一化I=。D:\畢業(yè)設(shè)計\39。參考文獻(xiàn)[1] 王郵錫，陳琦，鄧峰森. 數(shù)字水印技術(shù)[M]. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2003.[2] 曲麗麗. 基于數(shù)字水印的信息隱藏技術(shù)研究[J]. 光子學(xué)報，2004，20,2627.[3] 周亞訓(xùn)，葉慶衛(wèi)，徐鐵峰. 基于小波和余弦變換組合的圖像水印方案[J]. 電子學(xué)報, 2001,29(12):16931695.[4] 王志雄，王慧琴，李人厚. 數(shù)字水印的攻擊和對策綜述[J]. 通信學(xué)報，2002，23(11):7479.[5] 鐘樺，焦李成. 基于特征子空間的數(shù)字水印技術(shù)[J]. 計算機學(xué)報，2003，26(3):16.[6] 黃繼武，Yun Q. Shi，28(4):57一60.[7] 蔡漢天，(一2):57一60.[8] 程穎，張明生，.[9] 孫圣和，,200l,33(5):700一705北京:.[10] [J].，23(7):705711.[11] 黃繼武程衛(wèi)東DCT域圖像水印:嵌入對策和算法電子學(xué)報,April2000，57一60.[12] Van Sehyndel R G，Tirkel A Z and Osborne C Digital Watermark inProc of the Conference on Image ,(2):86一90.[13] .，Killian J. and Leighton . Secure Spread SPectrumWatermarking for Multimedia. IEEE Trans Image ，6(12):1673一1687.[14] Xia一Xiang Gen，Boncelet . and Arce . Wavelet Transform BaseWatermark for digital Images. Watermarking SPecial Issue of Optics :497一511.致謝凝視著即將完成的論文，心中涌動著一種莫名的感受。人類知覺包括人的視覺系統(tǒng)和人的聽覺系統(tǒng)，這是我們進(jìn)行信息隱藏的關(guān)鍵問題所在。信息隱藏與數(shù)字水印技術(shù)的研究目前是一個非常活躍的研究領(lǐng)域，應(yīng)用市場前景十分廣闊。本文主要做了以下工作：隨著多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展及廣泛應(yīng)用，對圖像、音頻、視頻等多媒體內(nèi)容的保護(hù)成為迫切需要解決的問題。此舉使得原本分散的系數(shù)數(shù)值范圍集中。(3)量化對圖像像素經(jīng)過DCT變換后轉(zhuǎn)換為頻率系數(shù)進(jìn)行量化，每個系數(shù)的量化步長由量化表指定，量化的目的是減小非”0”系數(shù)的幅度以及增加”0”值系數(shù)的數(shù)目，實現(xiàn)壓縮的目的。這種矩陣在JPEG中被稱為MCU(Minimum Code Unit)。顏色模式轉(zhuǎn)換及采樣后的圖像數(shù)據(jù)DCT量化熵編碼壓縮圖像數(shù)據(jù)編碼表量化表 JPEG壓縮流程圖(1)顏色模式轉(zhuǎn)換及采樣RGB色彩系統(tǒng)是最常用的表示顏色的方式，目的是為了配合計算機的輸出設(shè)備，但是RGB三分量的關(guān)聯(lián)性高，無形中造成存儲空間的浪費。 經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的水印圖像 從被旋轉(zhuǎn)過的水印圖像中提取出水印圖像與原始圖像對比圖 攻擊結(jié)果數(shù)據(jù)分析經(jīng)過對含有水印的圖像進(jìn)行不同的攻擊試驗，可以得到含水印的圖像在DCT算法下對不同的攻擊的承受度，提取的水印圖像與原始圖像的相似度，載體圖像與含水印的峰值信噪比等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在表410中有所體現(xiàn)。 PSNR 是最普遍，最廣泛使用的評鑒畫質(zhì)的客觀量測法，不過許多實驗結(jié)果都顯示，PSNR 的分?jǐn)?shù)無法和人眼看到的視覺品質(zhì)完全一致，有可能 PSNR 較高者看起來反而比 PSNR 較低者差。MSE = sum[(recpixel orgpixel)^2] / ImageSize (42)PSNR是“Peak Signal to Noise Ratio”的縮寫。水印嵌入公式為(41) V′=V(1+aXk) (41)其中V為原始圖像信息，a為嵌入系數(shù)，X為水印信息，V′為生成水印圖像信息。因此本文所采用的水印信號W為服從正態(tài)分布N (0, 1)，長度為n的實數(shù)隨機序列。64個變換系數(shù)中包括一個表示直流分量的“DC系數(shù)”和63個表示交流分量的“AC系數(shù)”。4 信息隱藏實例 基于DCT的圖像信息隱藏實例離散余弦變換是一種實數(shù)域變換，基于DCT變換的編碼方法是JPEG標(biāo)準(zhǔn)算法的核心內(nèi)容，它主要包括編碼和解碼兩個過程。低中頻帶中往往只有大約5個系數(shù)不為0，且對圖像能量的影響較小。 基于DCT的圖像信息隱藏算法流程為了與JPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)兼容，圖像信息隱藏技術(shù)嵌入秘密信息時采用JPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)中的DCT變換。基于DCT的信息隱藏算法因其具有較強的魯棒性，計算量較小且與國際圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)(JPEG,MPEG,)相兼容(這些標(biāo)準(zhǔn)中均采用DCT變換)，因而具有諸多的潛在優(yōu)勢，成為近年來研究最多的一種信息隱藏技術(shù)，有大量的基于DCT變換域的信息隱藏算法涌現(xiàn)，結(jié)合DCT和DWT，提出將一幅秘密圖像的DCT系數(shù)置亂后嵌入到公開圖像的DWT系數(shù)中進(jìn)行秘密信息的隱藏?；贒WT域的圖像信息隱藏算法的一般步驟為，首先對載體圖像進(jìn)行多級離散小波變換，得到不同分辨率下的細(xì)節(jié)子圖和逼近子圖，然后用秘密信息對DWT系數(shù)進(jìn)行調(diào)制，最后對嵌入秘密信息后的小波系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)級別的離散小波逆變換，完成信息隱藏過程。例如：空間域的平移只引起頻域上的相移，而幅度不變；空間域尺度的縮放會引起頻域尺度反向的縮放；空間域旋轉(zhuǎn)的角度和所引起的頻域的旋轉(zhuǎn)的角度是一致的。考慮到對低頻區(qū)域系數(shù)的改動可能會影響到載體圖像的感知效果，而高頻系數(shù)又易被破壞，因此，信息隱藏技術(shù)一般選取載體圖像中頻區(qū)域上的系數(shù)來嵌入秘密數(shù)據(jù)，從而使之既滿足不可感知性，又滿足對諸如失真壓縮等操作的魯棒性。也就是說，該算法假設(shè)任意像素之差是零，均值隨機變量，任選N對像素，增加對比度而不改變平均亮度，使該均值偏移而隱藏信息。因為LSB算法試圖利用人類視覺系統(tǒng)的漏洞，而有損壓縮算法所依賴的，是對附加噪聲的不敏感性，正是利用它來減少數(shù)據(jù)量的。另外，在LSB方法中，也可以不采用直接嵌入的方法，根據(jù)異或的可逆準(zhǔn)則，采用替換的準(zhǔn)則來實現(xiàn)信息的隱藏。整幅圖像的視覺質(zhì)量往往取決于ROI的質(zhì)量，而非ROI的降質(zhì)有時不易覺察。這種測量方法雖然較好地反映出了圖像的直觀質(zhì)量，但無法應(yīng)用數(shù)學(xué)模型對其進(jìn)行描述，且該方法操作復(fù)雜，在實際應(yīng)用中，不能應(yīng)用于實時傳輸?shù)膱龊?。最常用的有均方根誤差(RMSE：Root Mean Squared Error)和峰值信噪比(PSNR：Peak Signal to Noise Ratio)，它們的表達(dá)式為 (34) (35) 其中，f(x，y)和g(x，y)分別表示原始圖像和隱密圖像(或恢復(fù)圖像)，M,N分表示圖像的寬與高，且x=1,2，．．M，y=1,2，．．．，N。圖像處理中的編碼技術(shù)，就是在保持編碼圖像一定質(zhì)量的前提下，以盡可能少的比特數(shù)來表示圖像。在圓錐的頂點處，V=0，H和S無定義，代表黑色，圓錐頂面中心處S=0，V=1，H無定義，代表白色，從該點到原點代表亮度漸暗的白色，即不同灰度的白色。紅藍(lán)綠黃=紅+綠品紅=紅+藍(lán)青=綠+藍(lán)白=紅+綠+藍(lán) RGB混合效果 藍(lán)(0,0,1) 青(0,1,1) 白(1,1,1) 品紅(1,0,1) 黑(0,0,0) 綠(0,1,0) 紅(1,0,0) 黃(1,1,0) RGB立方體根據(jù)這個模型，一幅彩色圖像每個像素的顏色都用三維空間的一個點來表示，由紅、綠、藍(lán)三基色以不同的比例相加混合而產(chǎn)生的。 P(R) 0 255 灰度直方圖示例 常用顏色模型所謂顏色模型就是指某個三維顏色空間中的一個可見光子集，它包含某個顏色域的所有顏色。在圖像處理中常用的是歸一化的直方圖P(Rk)。數(shù)字化之后的圖像用一個矩陣表示g=[g(x，y)]式中x、y是整數(shù)，且1≤x≤M，I≤Y≤N，表示矩陣的大小為M*N．其中M為采樣的行數(shù)N為采樣的列數(shù)。把真實值f和量化值f0 之差稱為量化誤差。采樣時要滿足“采樣定理”。為了便于計算機處理和存儲，需要將連續(xù)的圖像在坐標(biāo)空間XY和性質(zhì)空間F都離散化。圖像可根據(jù)其形式或產(chǎn)生方法來分類。本章首先介紹了圖像的定義和類型，圖像的數(shù)字化處理過程，灰度直方圖的概念和作用，常用的顏色模型，討論了圖像質(zhì)量評價方法；然后討論了兩種空域隱藏算法：LSB替換算法和基于統(tǒng)計的信息隱藏算法；接著介紹了變換域隱藏算法的原理和優(yōu)越性，在此基礎(chǔ)上討論了基于離散傅里葉變換的圖像信息隱藏算法、基于離散余弦變換(DCT)的圖像信息隱藏算法、基于離散小波變換的圖像信息隱藏算法，對基于離散余弦變換(DCT)的圖像信息隱藏算法做了詳細(xì)的論述，給出了算法流程、程序和實例效果。這時我們可以采用信息隱藏技術(shù)，在交易雙方的任何一方發(fā)送或者接收信息時，必須把自己的數(shù)字簽名和身份信息、以二進(jìn)制的方式嵌入到要傳遞的信息中去。目前，該技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于MP3和網(wǎng)上圖像的版權(quán)保護(hù)。(2)匿名技術(shù)通信匿名技術(shù)是不暴露身份和個人特征的一種技術(shù)，該技術(shù)主要應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下。信息隱藏版權(quán)標(biāo)識匿名通信隱寫術(shù)隱蔽信道脆弱的版權(quán)標(biāo)識魯棒的版權(quán)標(biāo)識基于技術(shù)的隱寫術(shù)基于語意的隱寫術(shù)不可見水印可見水印數(shù)字指紋數(shù)字水印 信息隱藏的主要分支信息隱藏的四個主要分支包括：隱蔽信道(Covert channel)、匿名通信(Anonymity)、隱寫術(shù)(Steganography)和版權(quán)標(biāo)識(Copyright marking)。在轉(zhuǎn)化方面，增加密文信號的冗余或帶寬會提高魯棒性，而這是以犧牲嵌入量為代價。只有將秘密信息隱藏到載體數(shù)據(jù)中進(jìn)行傳輸，才有可能起到保護(hù)作用，所以不可感知性是秘密信息安全傳輸?shù)那疤帷?信息隱藏技術(shù)的術(shù)語和模型。 信息加密示意圖信息隱藏則是把一個有意義的信息隱藏在另一個稱為載體的普通信息中得到隱密載體，然后通過普通信息的傳輸來傳遞秘密信息。(2)人的視覺或聽覺感官系統(tǒng)對某些信息都有一定的掩蔽效應(yīng)。(2)數(shù)字圖像處理的基本概念和知識， 空域隱藏算法，變換域隱藏算法。信息隱藏技術(shù)的研究目前已經(jīng)取得了很大進(jìn)展，國際上先進(jìn)的隱寫技術(shù)現(xiàn)己能做到：使隱藏有其它信息的信息不但能經(jīng)受人的感覺檢測和儀器設(shè)備的檢測，而且還能抵抗各種人為的蓄意攻擊，但是隱寫分析還處于起步探索階段。CIHW己成為國內(nèi)最具代表性的信息隱藏學(xué)術(shù)交流活動，至今已舉行了六屆全國會議。己發(fā)表的成果包括面向JPEG圖像隱寫、LSB嵌入、調(diào)色板圖像等隱寫分析法。1998年，美國政府報告中出現(xiàn)了第一份有關(guān)圖像數(shù)據(jù)隱藏的報告。信息隱藏技術(shù)的研究在信息安全領(lǐng)域中具有重要的地位，它對于軍事、情報、國家安全方面的重要意義不言而喻。數(shù)字水印的穩(wěn)健性是指水印圖像經(jīng)過一些常見的改變后，水印仍具有較好的可檢測性。信息隱藏的淵源可以追溯到古希臘的隱形技術(shù)(Steganography)，其希臘文的字面意思是“掩飾性地寫”，也就是把一種信息隱藏于另一種信息中。從惡意傳播計算機病毒，到非法入侵要害部門信息系統(tǒng)，竊取重要機密甚至使系統(tǒng)癱瘓；從計算機