基于DCT的数字水印算法的研究Research of Digital Watermarking Algorithm Based on Discrete CosineTransform摘要近年来，由于网络的迅猛发展，越来越多的多媒体信息已经走向数字化。
人们可以从网上更加方便的取得各类信息，可以更加方便的对别人的作品进行篡改，复制等，由此带来的版权维护问题也日益严重。
版权维护也越来越受到人们的关注了，数字水印技术是解决这类问题最有效的手段，所以数字水印技术现在已然成为了研究的热点。
本文是对基于DCT域数字水印算法的研究，简要介绍数字水印的发展，基本原理等，在MATLAB环境中完成两种基于DCT域数字水印算法的设计。
第一种是基于DCT图像全局变换的数字水印算法，而第二种则可以认为是第一种算法的改进，是基于DCT域分块水印算法。
然后对于水印系统的鲁棒性，进行一些攻击测试，有盐噪声攻击、高斯噪声攻击、旋转攻击、剪切攻击、JPEG有损压缩攻击等，对比分析哪种算法更好。
虽然说该课题只不过是对现有的数字水印技术进行了一个比较简单的研究，但是让我们充分认识到了数字水印技术对我们日常生活的重要性。
关键词：数字水印DCT 攻击测试AbstractIn recent years,with the rapid development of the network,more and more multimedia information has been digitized.People can obtain various kinds of information from the Internet more convenient, the work of others will be altered and copied more convenient, copyright protection issues are also increasingly serious. People are more and more concerned about copyright protection, digital watermarking technology is the most effective means to solve these problems, so the digital watermarking technology has become a hot topic now.This article is to study based on DCT-domain digital watermarking algorithm, introduced the development of digital watermarking and the basic principles etc,completed two design schemes based on DCT-domain digital watermarking algorithm in MATLAB environment. The first one is based on digital image watermarking algorithm global transformation of DCT, while the second one can be considered to improve the first algorithm, which is based on DCT-domain block watermarking algorithm. Then for the robustness of the watermarking system, we performed some attack test, salt noise attack, Gaussian noise attack and spin attack, cropping attack, JPEG compression attack, in order to prove which is better. Although the subject is a relatively simple research for the existing digital watermarking technique , but it let us aware of the importance of digital watermarking technology in our daily life.Key words:Digital watermarking DCT Robustness Attack test目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................................... I I 绪论 .. (1)1 数字水印的介绍 (3)1.1 数字水印定义及基本特点 (3)1.1.1 定义 (3)1.1.2 基本特点 (3)1.2 数字水印基本原理 (3)1.2.1 水印嵌入 (4)1.2.2 水印提取 (4)1.3 数字水印分类 (5)1.4 数字水印的常见算法 (6)1.4.1 空域算法 (6)1.4.2 变换域算法 (6)1.4.3 JPEG压缩域算法 (6)1.4.4 NEC算法 (7)1.4.5 生理模型算法 (7)2 开发工具和环境 (8)2.1 MATLAB简介 (8)2.2 MATLAB语言特点 (8)3 基于DCT域数字水印算法实现 ................................................... 错误!未定义书签。
3.1 离散余弦变换 (9)3.2 基于DCT全局变换算法 (9)3.2.1 水印的嵌入思路 (9)3.2.2 水印的提取思路 (10)3.2.3 仿真结果 (10)3.3 基于DCT分块扩频水印算法 (11)3.3.1 水印的嵌入思路 (11)3.3.2 水印的提取思路 (11)3.3.3 仿真结果 (12)4 攻击测试 (13)4.1 常见的攻击方法 (13)4.2 攻击测试 (13)4.2.1 添加椒盐噪声攻击 (13)4.2.2 添加高斯噪声攻击 (15)4.2.3 旋转攻击 (16)4.2.4 剪切攻击 (18)4.2.5 JPEG压缩攻击 (19)结论 (22)致谢 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。
参考文献 . (22)附录一关键程序 (23)绪论进入20世纪以来，网络得到了非常迅速的发展，我们现在可以在网上得到非常多的信息[1]，而在进入数字信息时代之前，我们基本上都是靠书本或者报纸新闻上来了解各方面的信息。
虽然说网络的高速发展给我们现在的生活带来了非常巨大的改变，使信息的传递变得越来越简单，我们可以更加方便的从网上得到自己所需要的东西。
但是随之而来的弊病也很多，对于我们现在来说，知识版权十分重要的，它关乎着自己的利益，但是网络信息高速发展，人们可以简单方便的篡改或者复制你作品里面的东西。
一些不法分子就是利用这些漏洞，非法盗用别人的作品去谋取暴利，导致你根本就不能确定自己的作品是不是遭人窃取或者篡改。
随着网络时代的开启，也就意味着版权战争的开始。
现在数字信息技术也逐渐运用到了教育、医学、军事等方面[2-3]，一旦涉及到这些方面的信息被人篡改或者是盗用，后果将是不堪设想的，所以说数字信息安全已经成为摆在人们面前的问题了，急需解决。
一开始时，人们认为给那些信息加密就行，但是传统的方法一旦将信息解密后就无法进行版权维护了，这个方法局限性实在是太大，根本就不能满足我们对信息安全的要求。
数字水印技术，一个具有划时代意义的技术，完美的解决了这个棘手的问题。
在任何情况下，我们都不用担心因为版权问题给我们带来的难题，因为这种技术嵌入算法众多，在加入水印时，只有版权拥有者才知道水印具体的嵌入方法和位置，其他人是不知道的。
也许还有人会存在这样侥幸心理，破坏里面的水印，这样就可以了。
数字水印技术为什么会在近几年来会成为研究的热门呢，因为它能确定版权作品的完整性和可靠性。
还有就是嵌入的水印是具有非常好的鲁棒性，简单说就是无论你怎么攻击水印，它都会存在而不被破坏。
对数字水印越来越深入的研究发现，其拥有巨大的经济效益，如今我们仍然还在对其进行系统的研究，数字水印技术将在信息安全方面会发挥出越来越发重要的作用。
数字水印技术作为如今一个研究的热门方向，作为防伪和维护信息安全的重要技术，是一种完全创新的新技术[4-5]。
1993年，数字水印技术首次被提出，人们开始尝试将一些比较重要的信息嵌入到一些不重要的信息中，然后在进行相应的传播，人们发现传播中的信息完全没有被篡改，由与该实验的成功，数字水印技术立即受到了各领域的关注。
尤其是美国、德国、英国、荷兰、日本以及一些欧盟国家知名的研究机构、大学及公司，他们相继对数字水印技术进行相关研究，甚至是军方组织也对其产生浓厚的兴趣。
后来在学术界引发了数字数印技术狂潮，世界范围内各领域的学者专家相继发表了有关于数字水印方面的文章[6]。
其中不乏在知名且具有世界性影响力的会议上发表的文章。
数字水印技术俨然已经成为当时学术界的主旋律，越来越多的数字信息隐藏研讨会为数字水印技术开辟专题，越来越多的有关于数字水印的论坛被创建。
上世纪90年代末，国外市场上也逐渐出现了数字水印产品，也有公司开始做数字水印技术软件，如美国的Digimarc公司、Adobe公司等。
相比之下，当时国内对数字水印技术的关注情况就相对差些，但是随着网络时代的来临以及国外对数字水印技术的越来越重视，国内学者也逐渐对数字水印技术重视起来。
随着时间的推移，已经有许多相当有实力的研究所和大学投入到数字水印技术领域中来了，各种类型的有关于数字水印技术的学术研讨会也陆续召开，也有人开办了有关数字水印方面的公司，这也说明了在我国数字水印技术已经开始走上商业化道路了。
虽然说数字水印技术在我国就发展情况来说，还是处于初级阶段，但是随着数字水印技术一步步融入我们的日常生活，这也必将激发我们对数字水印技术进行更深层次的研究，推动国内数字水印技术的蓬勃发展，为我国网络信息安全及相关产业保驾护航。