DCT域數(shù)字水印算法的FPGA實(shí)現(xiàn)

作者：時(shí)間：2009-09-22 來源：網(wǎng)絡(luò)

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(3)將圖像塊分成3類，即平滑區(qū)、邊緣區(qū)、紋理區(qū)。依據(jù)分類結(jié)果為每一類指定一個(gè)強(qiáng)度因子αi(i=1，2，3)，為使水印具有更好的魯棒性和透明性，這里借鑒文獻(xiàn)[5]的思想，利用部分DCT低頻系數(shù)嵌入水印，將水印信號(hào)依次疊加到Fk(u，v)的4個(gè)低頻系數(shù)中，即：

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/191921.htm

式中，4k≤t4(k+1)，k=0，1……m-1；αi為強(qiáng)度因子。平滑區(qū)、邊緣區(qū)、紋理區(qū)的α取值均不相同。
(4)對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行DCT逆變換，再將所有子塊合并為整幅圖像，得到含水印的圖像。

3 數(shù)字水印方案的設(shè)計(jì)
根據(jù)上述圖像水印算法，設(shè)計(jì)FPGA實(shí)現(xiàn)的總體結(jié)構(gòu)。按照自頂向下(Top-to- Down)的設(shè)計(jì)方法，將總體設(shè)計(jì)劃分為一維DCT單元、外部存儲(chǔ)單元和控制單元(由一個(gè)有限狀態(tài)機(jī)FSM(finite system machine)控制)。圖像數(shù)據(jù)從外部(如PC機(jī))按行進(jìn)入一維DCT單元，數(shù)據(jù)處理后存入存儲(chǔ)單元：然后再對(duì)該中間數(shù)據(jù)按列進(jìn)行一維DCT變換。得到二維處理結(jié)果并存入存儲(chǔ)單元。控制單元按上述步驟進(jìn)行圖像處理，并產(chǎn)生地址數(shù)據(jù)、enable信號(hào)等。圖2為其總體結(jié)構(gòu)圖。

3．1 2D-DCT結(jié)構(gòu)
對(duì)于一個(gè)大小為N×N的像素塊，假設(shè)x(i、j)為輸入的像素點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，其二維DCT變換公式為：

式中，C為帶余弦基本函數(shù)的變換系數(shù)矩陣，CT為C的轉(zhuǎn)置。
從式(3)和式(4)可看出，2D-DCT變換是可分離的，它可分裂為串聯(lián)的2次一維變換。所以可連續(xù)進(jìn)行2次一維DCT變換實(shí)現(xiàn)一幅圖像的2D- DCT。2D-DCT的結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。首先將圖像數(shù)據(jù)按行輸入一維DCT單元進(jìn)行行變換，變換后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到轉(zhuǎn)置緩沖器，以進(jìn)行行列轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)再按列輸入一維DCT單元進(jìn)行列變換。變換完成后的數(shù)據(jù)輸出到PC機(jī)添加水印。