暗水印——变换域 DCT 水印算法(一种通用性强,能有抵御攻击的手段)
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
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;
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;
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
将图像分解为 88 的图像块,之后进行量化;
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;
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;
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;
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:
![](https://static001.geekbang.org/infoq/38/381e890b3a0dd86d68fabe849a8a602b.png)
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。
版权声明: 本文为 InfoQ 作者【京东科技开发者】的原创文章。
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/488c7adb04a6c24baf89c6649】。文章转载请联系作者。
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