引言

随着计算机和网络技术的飞速发展，信息的安全保护问题日益突出。数字图像、音频和视频等多媒体数字产品愈来愈需要一种有效的版权保护方法——水印技术，通常用于保护知识产权、防止未经授权的访问、作弊等。

广义上可以把水印技术划分为四大类：图像水印、视频水印、音频水印和文本水印。这些水印技术都有其独特的特点和应用场景，需要根据具体的数字媒体保护需求进行选择使用。

技术与实践意义

本文以“多通道、多层水印”为目标，旨在让操作人员通过自定义的方式，制作水印信息，深入体验水印“添加”、“提取”的全过程，及水印抵抗攻击手段后的“鲁棒性”对比。

变换域 DCT 水印算法

变换域原理

1. 离散余弦变换(DCT)是一组不同频率和幅值的余弦函数和来近似一副图像，实际上是傅里叶变换的实数部分；

2. 离散余弦变量对于一副图像，其大部分可视化信息都集中在少数的变换系数上；

3. 离散余弦变量是数据压缩常用的一个变换编码方法，它能将高相关数据能量集中，使得它非常适用于图像压缩。

工程效果展示

水印添加

1. 将图像分解为 88 的图像块，之后进行量化；

2. 在量化过程中，从左至右，从上至下对每个图像块做 DCT 变换，舍弃高频分量，剩下的低频分量被保存下来用于后期图像重建；

3. 对余下的图像块进行量化压缩，由压缩后的数据所组成的图像大大缩减了存储空间；

4. 解压缩时对每个图像块做 DCT 反转换（IDCT），然后重建一幅完整的图像；

5. 由于舍弃了某些频率的图像，所以最终呈现出来的图像清晰度会有差异。

水印的鲁棒性测验

用户通过一些攻击手段可以验证水印算法的鲁棒性，如 PS 等，主要有二十种攻击操作的测试图片，测试素材如下图：

这里列举两类暗水印的部分攻击操作，如图 3 、 4 所示。

通过攻击实验可以看出：此算法通用性比较强，在分块和频域位置选择合理的情况下，可以抵抗一定程度裁剪、缩放和压缩等常见的攻击手段。