数字水印的高斯低通滤波鲁棒性测试

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摘要：随着网络技术和数字技术的发展，数字水印在版权保护、数据鉴别、数字产品认证领域有着广泛的应用前景。本文介绍了数字水印的基本原理和实现数字水印嵌入和提取的DCT算法，并在matlab环境下，对高斯低通滤波后的图像实现了水印的提取，测试了它的鲁棒性。

关键词：水印；DCT算法；matlab；高斯低通滤波；

1　引言

由于数字化多媒体信息具有的易于加工、复制简单、传播迅速的优点，使其极容易被非法拷贝或复制，人们迫切需要一种新的技术来保护数字作品的版权、真实性和完整性。将特定的数字标志隐藏在数字作品中为特征的数字水印技术在此方面发挥了巨大的作用。

2　离散余弦变换(DCT)简介

离散余弦变换，简称DCT(DiscreteCosine Transform)，属于正交变换图像编码方法中的一种。

利用DCT域作为水印嵌入域的优点是：

(1)图像被分成伪频率段，水印可以很容易地嵌入到中频段；

(2)对于压缩、剪切等图像处理有很高的鲁棒性；

(3)可以嵌入较多的信息，增加水印容量。

3　数字水印的基本特点

一般地，数字水印应具有如下的特点：

鲁棒性：指经过常规的处理操作后，水印算法仍能从水印作品中检测到水印的能力。这些处理包括常见的图像处理(图像压缩、低通滤波、高通滤波和图像增强等)。

不可感知性：不可感知性包含两方面的意思，一方面指视觉上的不可感知性，即嵌入水印后不能导致图像质量在视觉上发生明显地变化。另一方面，用统计方法不能恢复水印。

安全性：指水印能够抵御未经授权的人攻击的能力，这些攻击指专门为了阻碍水印发挥作用的处理行为。

本文着重对数字水印的第一个特点鲁棒性进行了测试，对含水印图片做高斯低通滤波后对水印进行了提取，并与未受攻击的水印进行了对比。

4　水印的鲁棒性实验

由下面的仿真结果图可以看出用DCT算法嵌入的含水印图像具有较高的不可感知性，几乎看不出与载体图像的差别。

下面我们测试对嵌入水印的图像进行高斯低通滤波后的情况，实验结果如下图所示。

从仿真结果可以看出，经过高斯低通滤波后嵌入水印的图片质量明显提高而提取的水印图像有轻微失真，这是因为我们的水印图像信息嵌入在了经DCT变换后的载体图像的中频段上，而低通滤波将大量的中高频信息过滤掉了，因此提取的水印图像受到了一定影响，但并不会影响辨别。