MATLAB实现的DCT-DWT混合域数字图像水印系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，结合DCT与DWT变换设计了一种高效的数字图像水印嵌入与提取算法。系统支持隐蔽版权信息嵌入，具备鲁棒性强、视觉失真小的特点，适用于图像版权保护应用。

详 情 说 明

基于DCT与DWT混合域的数字图像水印系统

项目介绍

本项目设计并实现了一种结合离散余弦变换（DCT）与离散小波变换（DWT）的混合域数字水印算法，用于在图像中隐蔽地嵌入版权保护信息。该系统通过将二值水印图像在DWT-DCT混合变换域中进行量化嵌入，实现了水印信息的高隐蔽性和强鲁棒性，能够有效抵抗JPEG压缩、高斯噪声、裁剪等常见图像处理攻击。

功能特性

• 混合域水印嵌入：采用DWT多分辨率分析与DCT能量集中特性相结合的水印嵌入策略
• 抗攻击能力强：针对中频系数进行量化嵌入，平衡不可见性与鲁棒性需求
• 完整验证体系：提供NC（归一化相关系数）和BER（误码率）双重质量评估指标
• 攻击模拟测试：支持JPEG压缩、高斯噪声添加、图像裁剪等多种攻击仿真
• 可视化分析：生成抗攻击性能曲线，直观展示水印系统鲁棒性

使用方法

基本操作流程

1. 准备输入文件：

- 载体图像：512×512像素灰度图像（BMP/PNG格式） - 水印图像：64×64像素二值图像（黑白Logo或文字）

1. 水印嵌入：

- 系统自动对载体图像进行DWT分解，选择中频子带进行DCT变换 - 通过量化调制将水印信息嵌入DCT系数中 - 生成视觉质量优良（PSNR>45dB）的含水印图像

1. 水印提取与验证：

- 对含水印图像（可能遭受攻击）进行逆向变换提取水印 - 计算提取水印与原始水印的NC值和BER值 - 输出相似度分析报告和恢复的水印图像

1. 抗攻击测试（可选）：

- 设置攻击参数：JPEG压缩质量因子(50-100)、高斯噪声方差(0-0.1)、裁剪比例(5%-20%) - 系统自动生成不同攻击强度下的水印恢复成功率图表

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 图像处理工具箱：需要安装MATLAB Image Processing Toolbox
• 内存要求：建议4GB以上RAM以保证大尺寸图像处理效率
• 显示支持：支持真彩色图像显示和基本绘图功能

文件说明

主程序文件集中实现了系统的核心功能，包括水印嵌入与提取的全流程控制。具体涵盖载体图像预处理、水印图像编码、DWT多级分解、DCT系数选择与量化调制、逆变换重构等关键技术环节。同时集成攻击模拟模块，支持多种攻击条件下的鲁棒性测试，并自动生成质量评估指标和性能分析图表。该系统采用模块化设计，各功能单元高度集成，确保算法执行的完整性和结果的可重复性。