《MATLAB应用与通信仿真》课程设计
4．4 攻击函数
对算法进行攻击测试是对水印鲁棒性检测的一种重要手段,一个好的水印算法必须经过各种攻击测试才能对之做出客观的评价。MATLAB中的许多函数可以直接用来做攻击测试。
1．旋转: ro2tate( )可以对图像进行任意角度的旋转。 2．剪裁: imcrop( )可以按精确定位的各点坐标进行剪裁。 3．滤波: filter( )和filter2( )可实现对一维信号和二维信号的滤波。 4．抖动: dither( )对图像进行抖动;抖动攻击考验水印鲁棒性的一个很好的攻击。
5．jpeg压缩:imwrite( )中jpg和quality参数能对图像进行可控jpg压缩。 6．加各种噪声:imnoise( )可以对图像加入各种噪声,如白噪声、椒盐噪声等，加入噪声是对水印鲁棒性考验的一种常见的攻击。
7．对比度调整:imadjust( )可以调整图象的对比度,来达到攻击目的。 8．放大/ 缩小:imresize( )可以以指定的插值方法来对图像进行放大和缩小。
4．5 本设计所用MATLAB函数
MATLAB含有丰富的库函数，大大简化了算法的实现，下面简要介绍本设计所用的一些常用MATLAB函数功能。
rand：产生随机序列。
randn：产生正态分布的随机序列。
imread：从文件读取图像，图像文件可以使bm ,pdf, jpeg,pcx,tiff,xwd等格式。 imwrite：把图像写成文件。 imshow：用于显示图像。 size：计算图像（矩阵）的大小。 im2col：重排图像块为矩阵列。 col2im：重排矩阵为图像块。 std：计算标准方差。 sum：对元素求和。
sort：对给定的向量或矩阵排序。 median：求向量元素的中位数。
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reshape：重新排列矩阵。
sign：符号函数，获取数值的符号，返回值为0,1或者-1。 mod：求除法后的模数。 floor：朝负无穷大方向取整。 corr2：计算图像间相关系数。 max：找出数组的最大元素。 fspecial：产生预定义滤波器。 filter2：实现二维信号的滤波。 histeq：用直方图均衡增强对比度。 imadjust：调整图像的强度值或颜色。
imnoise：给图像增加噪声（高斯白噪声、黑白像素点噪声、乘积性噪声）。
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5 程序运行结果
在MATLAB中对于一些比较简单的问题，从命令窗口中直接输入指令进行计算是十分轻松简单的事。但随着指令数的增加，或随控制流复杂度的增加，以及重复计算要求的提出，直接从命令窗口进行计算就显得繁琐，而此时脚本文件（Script file）最为适宜。“脚本”本身反映一个事实：MATLAB只是按文件所写的指令执行。这种文件的构成比较简单，其特点是：它只是一串按用户意图排列而成的（包括控制流指令在内）MATLAB指令集合。脚本文件运行后，所产生的所有变量都驻留在MATLAB基本空间中。只要用户不使用clear指令加以清除，且MATLAB指令窗不关闭，这些变量将一直保存在基本工作间中。本设计的脚本文件命名为shuiyin.m，在MATLAB2007a中运行该脚本文件，试验结果及分析如下：
5．1 嵌入水印
原始图像和嵌入水印后的图像，仿真结果表明具有很好的视觉效果，嵌入的水印对原始图像的改变很小，以至于不易觉察。如图5.1
水印原始图像嵌入水印的图像
图5.1 水印的嵌入
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5．2 JPEG压缩及水印提取
首先对嵌入水印后的图像进行JPEG（Quality=30）,而后从压缩的图像中提取出水印，如图5.2所示。
提取的水印受JPEG攻击压缩后的水印图像
图5.2 JPEG压缩和水印提取
5．3 攻击试验
数字水印在实际应用中可能会遭到各种各样的攻击，从JPEG攻击压缩后的图像中可以恢复出水印图像，下面给出其他几种攻击后的水印图像，如图5.3。
高斯滤波直方图图像增亮图像变暗增加对比度降低对比度
图5.3 攻击试验
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