【正文】 息，而且互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展也給圖像水印的廣泛應(yīng)用提供了難以想象的直接的大量的需求。雖然對(duì)作者的版權(quán)保護(hù)是數(shù)字水印技術(shù)快速發(fā)展的極其重要的原始動(dòng)力，其實(shí)數(shù)字水印不止這一種作用，人們還發(fā)現(xiàn)它有一些比如對(duì)真?zhèn)蔚蔫b別、實(shí)現(xiàn)通信保密、隱藏標(biāo)志符等特別重要的應(yīng)用。 數(shù)字水印的發(fā)展現(xiàn)狀 剛開始是在空域中來實(shí)現(xiàn)數(shù)字水印技術(shù)的 ，也就是利用水印信息來代換掉目標(biāo)圖 2 像的最低有效位。在 1995 年， Cox等人率先提出了重要的基于擴(kuò)頻方式的數(shù)字水印，并且第一次運(yùn)用已經(jīng)發(fā)展成熟的理論知識(shí)對(duì)數(shù)字水印技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。為了使水印檢測(cè)更加方便直接，于 1995 年， Pitas 等人便又提出了盲水印辦法。而使得更多的學(xué)者廣泛關(guān)注圖像加密這個(gè)研究領(lǐng)域的第七屆學(xué)術(shù)研討會(huì)是于 20xx 年在巴塞羅納召開的。在 1999 年，國(guó)內(nèi)的第一屆信息隱藏學(xué)術(shù)交流會(huì)在北京召開，是由北京電子技術(shù)研究所發(fā)起的。于 20xx 年，國(guó)家 863 計(jì)劃專家組、和北郵大學(xué)聯(lián)合召開了水印技術(shù)交流會(huì)取得圓滿成功。 第二章 數(shù)字水印技術(shù) 數(shù)字水 印技術(shù)的定義 本論文中將數(shù)字水印技術(shù)定義為：數(shù)字水?。?Digital Watermarking）技術(shù)即將一類擁有特別意義的信息隱藏在數(shù)字媒體作品中，并且要讓被嵌入的水印不能改變?cè)瓉韴D像或音頻等文本的外觀或者大小，不會(huì)對(duì)正常的使用產(chǎn)生 影響 ，提取水印的時(shí)候，水印信息不能被破壞。我們一般情況下研究的都是不可見水印。易碎水印對(duì)于圖象變換和處理都非常敏感，主要用于完整性保護(hù)。魯棒水印對(duì)常見的各種圖象處理方法都具有魯棒，能夠經(jīng)受住各種常用的編輯處理。 （ 3）按載體作品的媒介分 按被保護(hù)的載體作品可分成圖象水印、音頻水印、視頻水印、文本水印及用于三維網(wǎng)格模型的網(wǎng)格模型。 （ 4）按水印嵌入的位置分 主要可劃分為空域數(shù)字水印和頻域數(shù)字水印。而對(duì)載體作品進(jìn)行頻率域上進(jìn)行變換（如傅立葉變換、DCT 變換、小波變換等）后再對(duì)變換系統(tǒng)進(jìn)行改變而嵌入水印。對(duì)于以模擬方式存儲(chǔ)和發(fā)布的信息 (如電視節(jié)目 ),或是以物理形式存儲(chǔ)的信息 (如報(bào)刊、雜志 ),用可見的標(biāo)志就足以表明其所有權(quán)。因此應(yīng)根據(jù)多媒體信息的類型和集 合特性 ,利用用戶提供的密鑰將水印隱藏到一系列隨機(jī)產(chǎn)生的位置中 ,同時(shí)不引起原始多媒體信息質(zhì)量的明顯下降 ,使人無法察覺。數(shù)字水印必須對(duì)各種信號(hào)處理過程具有很強(qiáng)的魯棒性。 。 第三章 數(shù)字水印的實(shí)現(xiàn)方 法 離散余弦變換（ DCT 變換） 二維 DCT 變換： 設(shè) {f(x,y)|x,y=0,1,…， N1}為 二維圖像信號(hào)，其二維 DCT 正變換為： F(u,v)=2/N*C(u)C(v)∑∑ f(x,y)cos[(2x+1)uπ /2N]cos[(2y+1)vπ /2N] 二維 DCT 逆變換為： f(x,y)=2/N*∑∑ C(u)C(v)F(u,v)cos[(2x+1)uπ /2N]cos[(2y+1)vπ /2N] 式中 C(u)={1 其他 , C(v)={ 且 x,y,u,v=0,1,… ,N1。 m 序列定義 :如果 2k一 1 是一個(gè)素?cái)?shù) ,則所有 k次不可約多項(xiàng)式產(chǎn)生的線性移位寄存器序列都是 m 序列。 m 序列發(fā)生 器由帶反饋的 k 級(jí)移位寄存器構(gòu)成。它產(chǎn)生的序列最大長(zhǎng)度是2k1 位 ,共有 2k種不同的狀態(tài) ,其中一種是全“ 039。狀態(tài)。 基于 DCT 變換和 m 序列的水印算法 x=0 N1 y=0 N1 u=0 N1 v=0 N1 1/ 2 u=0 1/ 2 v=0 1 其他 4 DCT 變換域數(shù)字水印算法的主要思想是 :在 DCT 變換域上選擇中、低頻系數(shù)疊加水印信息 ,因?yàn)槿搜鄣母杏X主要集中在中、低頻段 ,既能減少嵌入信息對(duì)圖像主觀視覺的影響 ,又可避免有損壓縮對(duì)水印信息可能帶來的損失 。基于 DCT 變換的數(shù)字水印在逆變換時(shí)會(huì)散布在整個(gè)圖像空間中 ,故水印不像空間域技術(shù)那樣易受到裁剪、低通濾波等攻擊的影響 ,具有魯棒性高、隱蔽性好的特點(diǎn)。 Ⅰ .基于 DCT 變換和 m序列水印算法： （ 1）嵌入水印時(shí) ,首先要把圖像進(jìn)行分塊 ,然后進(jìn)行 DCT 變換 ,變換后所得的 DCT 系數(shù)按照 Zig— Zig 次序從低頻到高頻進(jìn)行排列。中低頻部分包含了圖像的大部分能量 ,人的視覺對(duì)中低頻部分比較敏感 。因此跳過前 L 個(gè)較大值系數(shù)對(duì)從 L+1～ L+m的系數(shù)進(jìn)行修改。 （ 5）對(duì)包含部分修改后 DCT 系數(shù)的所有頻率域做 DCT 反變換，就得到了包含水印的圖像。 （ 2） 再 采用下面的公式計(jì)算水印信息 W′ (i): W′ (i)=[ Dw′ (L+i)D(L+i)]/a 第四章 水印的攻擊及檢測(cè) 常見的水印攻擊 表 常見的水印攻擊方法： 攻擊方法 常見方式 信號(hào)增強(qiáng) 銳化、飩化、改變圖像的對(duì)比度 、 G校正、圖像恢復(fù)等 加性和乘性噪聲 高斯白噪聲、均勻噪聲、椒鹽噪聲等 局部或全局仿射變換 平移、旋轉(zhuǎn)、剪切、縮放、翻轉(zhuǎn)、尺度變換、行或列刪除 濾波 低通濾波、高通濾波、中值濾波、高斯濾波、均值濾波等 檢測(cè)水印質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn) 5 在圖像處理中 ,通常采用峰值信噪比 PSNR 來定量評(píng)價(jià)含水印圖像的質(zhì)量。 （ 1）含水印圖像質(zhì)量的檢測(cè)標(biāo) 準(zhǔn)峰值信噪比 PSNR，即： PSNR=10*㏒ 10(255/ MSE ) （ 11） 式中的 MSE 是圖像的均方差。就一般而言 ,圖像質(zhì)量的好壞大體上與 PSNR 值的大小是對(duì)應(yīng)的，當(dāng)然在水印系統(tǒng)中，我們都希望嵌入水印的載體圖像質(zhì)量很好，這就需要我們能夠得到一個(gè)很大的 PSNR 值。 （ 2）水印的相似系數(shù) 為了評(píng)價(jià)初始水印和抽取出的水印的相似程度 ,相似系數(shù)被定義為 : sim(W,W′ )=W*W′ / W*W39。對(duì)于堅(jiān)固性不可見水印來說 ,相似系數(shù)越大越好。如圖一所示。如圖二所 示。如圖三所示。如圖四所示。 二、相關(guān)圖像： 圖一 圖二 嵌入水印的圖像（閾值 500） 受放大攻擊后的圖像 嵌入水印的圖像（閾值 1000） 受放大攻擊后的圖像 嵌入水印的圖像（ ） 受中值濾波攻擊后的圖像 7 圖三 圖四