目 录 1 绪论 1 1.1 本文研究的背景及意义 1 1.2 数字水印的国内外研究现状 1 1.3 本文的研究主要内容 2 2 数字水印技术概述 3 2.1 数字水印的基本特点 3 2.2 数字水印的分类 4 2.3 数字水印的鲁棒性问题与攻击行为 5 2.4 数字水印的主要应用领域 6 2.5 数字水印的评价标准 7 3 傅立叶域水印理论基础 9 3.1 傅立叶变换简述 9 3.1.1 一维离散傅立叶变换 9 3.1.2 快速傅立叶变换 10 3.1.3 二维离散傅立叶变换 11 3.2 傅立叶变换性质 12 3.2.1 空间域平移性 12 3.2.2 旋转不变性 12 3.2.3 比例缩放性 13 4 数字图像水印算法的MATLAB 实现 14 4.1数字水印的嵌入 14 4.2数字水印的提取 14 4.3实验结果 15 5 总结与展望 17 参考文献 18 致 谢 20 数字水印是一种有效的数字产品版权保护和数据安全维护技术, 是信息隐藏领域的一个重要分支，也是密码学的一种有益的补充技术。近年来它引起了人们的广泛关注。本课题主要研究基于离散傅里叶变换（DFT）的数字水印算法，通过Matlab软件仿真实现数字图像水印的嵌入和提取。 傅里叶变换是以时间为自变量的“信号”与频域为自变量的“频普”函数之间的某种变换关系。从纯粹的数学意义上看，傅立叶变换是将一个图像函数转换为一系列周期函数来处理的；从物理效果看，傅立叶变换是将图像从空间域转换到频率域，其逆变换是将图像从频率域转换到空间域。实际上对图像进行二维傅立叶变换得到频谱图，就是图像梯度的分布图，傅立叶频谱图上看到的明暗不一的亮点，实际上图像上某–点与邻域点差异的强弱，即梯度的大小，也即该点的频率大小。如果频谱图中暗的点数更多，那么实际图像是比较柔和的：反之，如果频谱图中亮的点数多，那么实际图像一定是尖锐的，边界分明且边界两边像素差异较大。 4 数字图像水印算法的MATLAB 实现 4.1数字水印的嵌入 下面是利用MATLAB实现数字水印嵌入的步骤： Step0.设置嵌入强度系数，滤波矩阵，分块大小并保存开始时间。 Step1.读入原始图像cover_object，并读出其尺寸为。 Step2.读入水印图像message，并读出其尺寸为。 Step3.对message进行Arnold置乱,并将置乱后水印图像重新排列为向量message_vector。 Step4.检查水印信息是否过大，如果水印信息过大返回错误信息,“水印信息过大”。 Step5.设置伪随机密钥key，并按照滤波矩阵的1的个数,生成两个不相关的伪随机序列pn_sequence_one,pn_sequence_zero。 Step6.对原始图像进行8×8分块，并对每一分块进行二维傅立叶变换。将低频部分移至中间，计算幅值与相位。如果水印向量元素为零，则将pn_sequence_zero嵌入滤波矩阵为1处所对应的幅值。本文转载自http://www.biyezuopin.vip/onews.asp?id=14251如果水印向量元素为零，则将pn_sequence_one嵌入滤波矩阵为1处所对应的幅值。 Step7.对每一分块进行二维傅立叶逆变换，将图像变换回空域。 Step8.将嵌入水印图像保存，计算运行时间，计算psnr值，显示水印、嵌入水印图像与原始图像。 4.2数字水印的提取 水印提取算法不需要原始图像，但需要原始水印的部分信息(原始水印的尺寸)。下面是水印提取的步骤： Step0.设置滤波矩阵,分块大小并保存开始时间。 Step1.读入嵌入水印图像watermarked_image,并读出其尺寸为。 Step2.读入原始水印图像orig_watermark，并读出其尺寸为。 Step3.设置与嵌入算法中相同的伪随机密钥key,并按照滤波矩阵的1的个数,生成两个不相关的伪随机序列pn_sequence_one，pn_sequence_zero。 Step4.对嵌入水印图像进行8×8分块,并对每一块进行二维傅立叶变换.将低频部分移至中间,计算幅值。 Step5.分别计算pn_sequence_one,pn_sequence_zero与幅值的相关性，如果pn_sequence_zero与幅值的相关性大于pn_sequece_one与幅值的相关性，那么将提取水印向量message_vector赋‘0’,反之赋‘1’。 Step6.将提取水印向量进行Arnold置乱,并按原始水印尺寸排列。 Step7.计算运行时间，显示提取水印与原始水印。