基于DCT与扩频技术的MATLAB数字水印系统

资 源 简 介

该项目实现了基于DCT变换和扩频技术的随机序列数字水印嵌入与提取系统。支持水印鲁棒性测试，能够评估对压缩、噪声等常见攻击的抵抗能力，同时提供水印不可见性分析功能。适用于图像版权保护研究。

详 情 说 明

基于DCT变换与扩频技术的随机序列数字水印嵌入与提取系统

项目介绍

本项目实现了一种基于离散余弦变换（DCT）与扩频调制技术的数字水印系统。系统能够将随机序列水印嵌入到宿主图像的DCT系数中，并支持从含水印图像中完整提取水印信息。该系统具备水印不可见性评估和鲁棒性测试功能，可有效评估水印对图像质量的影响以及对常见图像处理攻击的抵抗能力。

功能特性

• 水印嵌入：将随机序列水印嵌入到宿主图像的DCT域中，支持低频、中频、高频系数的选择性嵌入
• 水印提取：从含水印图像中准确恢复嵌入的随机序列水印
• 鲁棒性测试：支持对常见图像处理攻击（如加噪、滤波、压缩、缩放等）的抵抗能力评估
• 不可见性评估：提供峰值信噪比（PSNR）、归一化相关系数（NC）、误码率（BER）等客观评价指标
• 可视化对比：提供原始图像与含水印图像的差异可视化显示

使用方法

基本操作流程

1. 准备宿主图像：选择待嵌入水印的灰度图像（支持JPEG、PNG、BMP等格式）
2. 设置水印参数：

- 水印序列长度：控制水印信息量 - 扩频因子：调整水印的扩展倍数 - 嵌入强度：控制水印的嵌入深度 - DCT系数范围：选择低频/中频/高频分量 - 随机种子：确保水印序列的可重现性

1. 执行水印嵌入：生成含水印图像并保存
2. 进行水印提取：从含水印图像中恢复水印序列
3. 评估性能指标：

- 计算PSNR评估不可见性 - 计算NC和BER评估提取准确性 - 进行鲁棒性测试验证抗攻击能力

参数调整建议

• 低频嵌入：鲁棒性强但对图像质量影响较大
• 高频嵌入：不可见性好但抗攻击能力弱
• 中频嵌入：在鲁棒性和不可见性之间取得平衡
• 嵌入强度：建议在0.01-0.1范围内调整以达到最佳效果

系统要求

软件环境

• MATLAB R2016a或更高版本
• Image Processing Toolbox

硬件要求

• 内存：至少4GB RAM
• 存储空间：500MB可用空间
• 显示器分辨率：推荐1920×1080或更高

文件说明

main.m作为系统的主控文件，承担着整个水印系统的核心调度功能。该文件实现了参数配置界面、水印嵌入与提取的主要流程控制、性能指标计算与显示、以及各类测试功能的集成管理。通过该文件可以完成从图像输入到水印嵌入、提取、评估的全套操作，同时提供了鲁棒性测试和可视化分析的一体化解决方案。