水印嵌入和提取

水印的嵌入算法

设X=f(x,y)为原始宿主图像，大小为c M ×c N ；flag 为水印图像，大小为m M ×m N 。c M 、c N 分别是m M 、m N 的偶数倍。水印嵌入的步骤如下：

1、 将原始宿主图像分成互不覆盖的子块，块的大小为8×8，记为,,

m

(,)m X f x y =。其

中m=1，2，…..，(/8)(/8)c c M x N ，记为,0x ≤，,

8y ≤。

2、 并根据载体图像的块数，将大小为m M 、m N 水印图像w(x,y) 分成互不覆盖的子块，块

的大小为(*8/M )*(N *8/)m c m c M N ，记为,,(,)m m W w x y =。

3、 将载体图像块逐一DCT 变换，记为

(X )(,)m m m Y DCT F u v ==，

其中(,)m F u v 为第m 个图像离散余弦变换后空间频率（u ，v ）处的大小。Y 为从(,)m F u v 中频选出的加载的位置，1≤r ≤(*8/M )*(N *8/

)m c m c M N ；W ()b r 为水印

,,(,)m m W w x y =位置坐标。按照加法准则，将水印块嵌入其中。

公式如下： ,

Y ()r b aW r =

。

其中，a 为强度因子，然后用,

Y r 来代替嵌入水印后的DCT 中频系数。 4、 对各子块DCT 反变换，得到嵌入水印后的图像,

,

(,)X f x y =。

2.4水印的提取算法

水印提取是水印算法中的关键部分，是水印嵌入的逆过程。水印提取过程如下： 首先将含水印图像分别分成互不覆盖的子块，块的大小为8x8， 记为,,

,,

m (,)m X f x y =

其中m=1，2，…..，(/8)(/8)c c M x N ，记为

,

0x ≤，,8y ≤。 对每一个子块进行二维DCT 反变换，然后提取水印嵌入位置的中频系数，利用公式

()/b r W r Y a =计算出水印信息，然后合并成整图。

水印嵌入与提取的程序运行结果

原始公开图像水印图像

含水印的图像提取的水印图像

比较含水印的图像和原始公开的图像，仿真结果表明，嵌入水印后图像仍有很好的视觉效果，水印对原始图像的视觉表达几乎没有影响，一只羊不易觉察。比较水印图像和提取的水印，仿真结果表明，从图像中提取出来的水印图像可以清晰精准识别，验证了嵌入和提取算法的稳定性和有效性。

3 水印攻击检测

由于数字水印在实际应用中可能遭到各种各样的攻击，因此对算法进行攻击测试是衡量一个水印算法优劣的重要手段。

3.1椒盐噪声攻击实验

I2=imnoise(J2,'salt & pepper',0.02);

原始公开图像原始水印图像

加椒盐噪声攻击后的图像加椒盐噪声攻击后提取的水印图像

加入强度0.02的椒盐噪声后，图像出现许多黑白小斑点，攻击后提取的水印也出现许多斑

点，但仍勉强可以辨认出来，说明算法能有效抵抗椒盐噪声的攻击

3.2剪切攻击

J3(1:100,1:100)=255;

剪切攻击后的图像攻击后的水印图像

对图像进行剪切攻击，剪切去图像的一个角，提取出的水印清晰可辨，但也缺了一个角，说明算法抗剪切攻击性能良好，但剪切程度越高，水印也会丢失越高。