MATLAB实现的基于离散傅里叶变换的数字图像水印系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB开发了一种基于离散傅里叶变换的数字水印技术，实现在载体图像中隐秘嵌入二值水印并可靠提取的功能。该系统支持图像版权保护，具有抗压缩和噪声干扰的鲁棒性。

详 情 说 明

基于离散傅里叶变换的数字图像水印系统

项目介绍

本项目实现了一个基于二维离散傅里叶变换（2D- DFT）的数字图像水印系统，能够在数字图像中隐秘地嵌入和提取水印信息。系统通过频域系数调制技术，在载体图像的频域中嵌入二值水印，实现了水印的不可感知性和较强的鲁棒性。该系统适用于数字版权保护、图像认证等应用场景。

功能特性

• 水印嵌入功能：将二值水印图像通过DFT变换嵌入到载体图像的频域中，通过调整频域系数实现水印的不可感知性
• 水印提取功能：从含水印图像中通过逆向DFT处理和相关系数计算，恢复出原始水印信息
• 鲁棒性测试：支持对含水印图像进行常见攻击测试（如噪声、压缩、裁剪等），验证水印的鲁棒性
• 质量评估：提供PSNR、SSIM等图像质量指标和NC相似度系数评估水印效果

使用方法

基本配置

• 载体图像：支持RGB或灰度图像，建议尺寸512×512像素以上
• 水印图像：需为二值图像，建议尺寸64×64像素以下
• 嵌入强度：水印嵌入的强度系数，通常设置在0.1-0.3之间
• 密钥参数：用于控制水印嵌入位置的随机数种子，确保提取安全性

操作流程

1. 准备载体图像和水印图像
2. 设置合适的嵌入强度参数和密钥
3. 执行水印嵌入程序，生成含水印图像
4. 执行水印提取程序，恢复水印信息
5. 查看提取的水印图像和相似度评估结果
6. （可选）进行鲁棒性测试，验证抗攻击能力

输出结果

• 含水印图像：视觉上与原始载体图像差异极小
• 提取的水印图像：恢复出的二值水印信息
• 相似度指标：提取水印与原始水印的归一化相关系数（NC值）
• 质量评估数据：含水印图像的PSNR值、SSIM值等质量指标

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Image Processing Toolbox
• 足够的内存处理图像数据（建议4GB以上）
• 支持常见的图像格式（jpg、png、bmp等）

文件说明

主程序文件集成了系统的三大核心功能模块：水印嵌入处理模块负责将二值水印通过频域变换嵌入到载体图像中；水印提取模块实现了从含水印图像中恢复原始水印信息的功能；性能评估模块可计算图像质量指标和水印相似度，并支持对水印鲁棒性进行测试分析。该文件通过参数配置可灵活控制水印嵌入强度和处理流程。