基于DCT數(shù)字水印算法的Matlab實現(xiàn)_s水印攻擊_圖文

1、 116E I C Vo l .162009No.1歡迎光臨本刊網(wǎng)站h tt p:/www.e i Delay (100;/延時Flash_page_p r og (ds pcode,size ;/將數(shù)組數(shù)據(jù)寫入存儲地址由于DSP 頻率較高,時鐘周期變小,導(dǎo)致Flash 內(nèi)部計數(shù)器計時的最大值小于內(nèi)部算法所需要的時間,寫操作就會出現(xiàn)異常。要解決這個問題,就要在每寫入一個數(shù)據(jù)后進(jìn)行一下延時。并且,當(dāng)Flash 整片擦除完成后,也需要延時后,才能對它進(jìn)行寫數(shù)據(jù)操作6。4實驗結(jié)果及分析當(dāng)對C5509A 應(yīng)用系統(tǒng)重新上電復(fù)位后,在脫離仿真器的情況下,DSP 自舉引導(dǎo)成功?？梢杂^察到Flash 中數(shù)據(jù)的

2、變化情況,如圖2和圖3所示 。通過系統(tǒng)并行引導(dǎo)模式來燒寫外部的Flash 存儲器,不僅可以提高程序的調(diào)試效率,縮短系統(tǒng)的開發(fā)周期,同時還能夠增加系統(tǒng)的靈活性和程序的可移植性。比采用CCS 自帶的燒錄工具Flashburn 要快很多,并且在燒寫過程中只需在CCS 環(huán)境下運行程序代碼即可,減少了一些人為操作步驟,為進(jìn)一步通過以太網(wǎng)實現(xiàn)DSP 的遠(yuǎn)程調(diào)試和遠(yuǎn)程升級打下了基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1王旭智,張懷柱.T MS320VC5416在系統(tǒng)并行引導(dǎo)的研究與實現(xiàn)J .電子器件,2007,30(12Texas I nstruments.T MS320VC5509Fixed -Point D igital Sig

3、nalPr ocess or Data 2book .2003.3AMD .Am29LV800B Databook .2000.4呂曉明,段發(fā)階.T MS320VC55x 系列DSP 的Flash 引導(dǎo)方法研究J .國外電子元器件,2007,(65葉海炳.通過T MS320VC5410燒寫F LASH 實現(xiàn)并行引導(dǎo)裝載的研究J .集成電路應(yīng)用,2004,(56伍美俊,吳邁陵.T MS320VC5509應(yīng)用Flash 存儲數(shù)據(jù)的接口電路設(shè)計與編程J .電子器件,2007,30(2作者簡介:李娟(1983-, 女,碩士研究生,專業(yè)為信號與信息處理,主要研究方向為DSP 系統(tǒng)、信息檢測和智能控制;王

4、金海,男,教授,天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院副院長,碩士研究生生導(dǎo)師 ,主要研究方向為信息檢測與智能處理、嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用、現(xiàn)代傳感器及智能儀器。收稿日期:2008-07-22(8382文章編號:1671-1041(200901-0116-02基于DCT 數(shù)字水印算法的M a tl ab 實現(xiàn)任曉揚,韓勇(四川大學(xué)電子信息學(xué)院,成都610064摘要:數(shù)字水印技術(shù)是近年來圖像保護(hù)技術(shù)研究的一個熱點,通過對數(shù)字水印技術(shù)的空間域算法和變換域算法的分析,提出了一種基于DCT 變換的圖像數(shù)字水印算法M ATLAB 實現(xiàn),實驗結(jié)果顯示出了M ATLAB 在數(shù)字水印技術(shù)處理中的方便性和高效性。關(guān)鍵詞:數(shù)字

5、水印;離散余弦變換;ma tl ab 中圖分類號:TP 391文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B數(shù)字水印技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的一種信息安全技術(shù),它是在數(shù)字信息(如圖像、聲音、視頻信息等中通過一定的算法加入不可見的標(biāo)記,能有效保護(hù)信息的安全和著作者的所有權(quán),近年來已成為信息信號處理及其應(yīng)用領(lǐng)域眾多學(xué)者非常關(guān)心的熱點課題。1數(shù)字水印技術(shù)的復(fù)雜性數(shù)字水印技術(shù)作為一個橫跨計算機科學(xué)、生理學(xué)、密碼學(xué)、數(shù)字通信等多門學(xué)科,并與I nternet 的發(fā)展密切相關(guān)的交叉科學(xué)。涉及到通信理論、編碼理論、噪聲理論、視聽覺感知理論、擴頻技術(shù)、信號處理技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)、多媒體技術(shù)、模式識別技術(shù)、算法設(shè)計等理論,數(shù)字水印的多學(xué)科性導(dǎo)

6、致數(shù)字水印技術(shù)研究的難度和復(fù)雜性。所以,針對數(shù)字水印技術(shù)本身的跨學(xué)科特點,找出一種合適的編程工具,往往可以起到事半功倍的效果。2數(shù)字水印的一般原理水印信號嵌入過程如圖1所示,對原始信號(語音一維信號、圖像二維信號進(jìn)行變換域變換,并加入水印信息,然后進(jìn)行相應(yīng)變換域的反變換,得到含有水印信息的信號。圖1數(shù)字水印嵌入過程圖2所示檢測抽取水印的過程是將原始信號與待檢測信號同時進(jìn)行變換域變換,比較兩者的區(qū)別,進(jìn)行嵌入水印的逆運算,得出水印信息。如果是可讀的水印,那么就此結(jié)束,如果圖2數(shù)字水印檢測/抽取過程是不可讀水印,如高斯噪聲,就將得出的水印與已知水印作比較,由相關(guān)性判斷待檢測信號含不含水印,故水印的

7、檢測有兩個結(jié)束點。3數(shù)字水印技術(shù)的變換域算法常見的典型的算法有空間域算法和變換域算法,除特別指明,這些算法主要針對圖象數(shù)據(jù)。3.1空間域算法早期的數(shù)字水印算法從本質(zhì)上來說都是從屬于時空域的,是直接在信號空間上疊加水印信息。使用特定的密鑰通過經(jīng)驗交流儀器儀表用戶 歡迎訂閱歡迎撰稿歡迎發(fā)布產(chǎn)品廣告信息E I C Vo l .162009No.1117M 序列發(fā)生器產(chǎn)生隨機序列信號,然后按一定的規(guī)則重新排列成二維水印信號,并逐一按像素點插入到原始圖像對應(yīng)像素的最低比特位(稱為最低有效位算法或噪聲插入算法。由于水印信號隱藏在最低位,相當(dāng)于疊加了一個能量微弱的信號,而人類視覺系統(tǒng)對此細(xì)微特征不敏感,因而

8、難察覺。但其隱藏的信息可以被輕易破壞或移去,無法滿足數(shù)字水印的穩(wěn)健性要求。普遍認(rèn)為變換域水印比空間域水印具有更好的穩(wěn)健性,因而近年來的數(shù)字水印算法多集中于變換域方案,它是在原始信號的某一變換域中嵌入數(shù)字水印信號。3.2變換域算法DCT (D iscreste Cosine Transf or mati on 數(shù)字水印算法先把圖象分成無重疊象素塊,再經(jīng)過分塊DCT 變換,得DCT 系數(shù)組成的頻率塊。將一個二進(jìn)制序列作為水印放入DCT 的頻率塊,完成水印的嵌入。Koch 等是在中頻系數(shù)上隱藏水印信息,選擇中頻分量是不可見性與穩(wěn)健性的折中,有很多算法都采用中頻帶來隱藏水印,Cox 等提出了基于全局的

9、DCT 的水印算法,他們的重要貢獻(xiàn)是將通信理論中的擴頻原理引入了水印技術(shù),并提出了水印應(yīng)該嵌入在感知重要的分量上(主要對應(yīng)于頻域的低頻系數(shù),DC 系數(shù)除外以增強算法的穩(wěn)健性,嵌入的水印強度正比于對應(yīng)的頻率分量的強度。Cox 等還認(rèn)為高斯隨機序列產(chǎn)生的水印相比于其它序列具有更好的穩(wěn)健性,因為它們具有更大的自相關(guān)值。還有一種DCT 方法就是把水印信息嵌入到高頻系數(shù)上,但是采用這種方法,抗壓縮性非常差。頻域法有以下優(yōu)點:1嵌入的水印信號能量可以分布到空間域的所有像素上,有利于保證水印的不可見性;2視覺系統(tǒng)(HVS 的某些特性(如頻率的掩蔽特性可以更方便地結(jié)合到水印編碼過程中;3頻域法可與國際數(shù)據(jù)壓縮

10、標(biāo)準(zhǔn)兼容,從而實現(xiàn)在壓縮域內(nèi)的水印編碼。其它變換域還有DW T 、DFT 、Fourier -mellin 域、Fourier 變換域、分形或W P (W avelet Package 等。4DCT 算法的M a tl ab 實現(xiàn)以上的變換域算法計算量都非常大,編程實現(xiàn)這些變換和逆變換也需要好好下一番功夫,由此造成研究人員把大量的時間和精力浪費在與水印算法研究無關(guān)的問題上。為證明MAT LAB 的高效性與實現(xiàn)簡便性,給出在W indows 環(huán)境下MAT LAB6中調(diào)試通過的DCT 數(shù)字水印算法的完整源程序。%定義常量size =256;bl ock =8;bl ockno =size /bl

11、ock;LE NGTH =size 3size /64;A l pha1=0.02;A l pha2=0.1;T1=3;I =zer os (size,size ;D =zer os (size,size ;B W =zer os (size,size ;bl ock_dct1=zer os (bl ock,bl ock ;%產(chǎn)生高斯水印,并顯示水印信息;randn (seed,10;mark =randn (1,LE NGTH ;subp l ot (2,2,1;p l ot (mark ;title (water marc:Gaussian noise;%顯示原圖subp l ot (2,

12、2,2;I =i m read (lena264_264,b mp;i m show (I ;title (o rigine i m age:I;%顯示p re witt 為算子的邊緣圖BW =edge (I,p re witt;subp l ot (2,2,3;i m show (B W ;title (edge of origine i m age;%嵌入水印k =1;f or m =1:bl ockno f or n =1:bl ocknox =(m -13bl ock +1;y =(n -13bl ock +1;bl ock_dct1=I (x:x +bl ock -1,y:y +bl

13、 ock -1;bl ock_dct1=d wt2(bl ock_dct1;BW _8_8=BW (x:x +bl ock -1,y:y +bl ock -1;if m <=1|n <=1T =0;elseT =su m (BW _8_8;T =su m (T ;end if T >T1A l pha =A l pha2;elseA l pha =A l pha1;endbl ock_dct1(1,1=bl ock_dct1(1,13(1+A l pha 3mark (k ;bl ock_dct1=idct2(bl ock_dct1;D (x:x +bl ock -1,y:y

14、 +bl ock -1=bl ock_dct1;k =k +1;end end%顯示嵌入水印后的圖像 subp l ot (2,2,4;i m show (D,;title (e mbeded i m age:D;圖3DCT 水印算法運行結(jié)果5結(jié)論運行結(jié)果如圖3所示,人的視覺很難分辨出原始圖像和重構(gòu)圖像的差異,保持了較好的圖像質(zhì)量,完全滿足水印信息的不可見性,而且可以看到用MAT LAB 的編寫一個完整的水印嵌入算法只需幾十條語句便可以完成,而這些程序如果用C 語言或其它高級語言編寫程序至少在100行以上。這個例子充分證明了MAT LAB 在數(shù)字水印技術(shù)處理中的方便性和高效性。參考文獻(xiàn)1楊義先,鈕心忻.數(shù)字水印理論與技術(shù)M .北京:高等教育出版社,2006.2閆敬文.數(shù)字圖像處理:MAT LAB 版M .北京:國防工業(yè)出版社,2007.3于帥珍.數(shù)字水印技術(shù)及應(yīng)用J .大眾科技,2008,(6: