STDM水印嵌入及其解码

// STDM.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 // #include "stdafx.h" #include "file.h" #include <iostream> #include <fstream> #include <cmath> using namespace std; #define PI 3.1415926 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { file dct; //嵌入 dct.filer1(); //打开LENA.BMP dct.filer2(); //打开tj-logo.bmp dct.STDM(); //DCT变换并嵌入 //解码 dct.filer2(); //打开tj-logo.bmp dct.filer3(); //打开嵌入水印的lenalogo.bmp dct.inSTDM(); //解码 /* int ch; do { cout<<"嵌入or解码?\n嵌入——1\t解码——2\t退出——0\n"; cin>>ch; switch (ch) { case 1: { dct.filer1(); //打开LENA.BMP dct.filer2(); //打开tj-logo.bmp dct.STDM(); //DCT变换并嵌入 break; } case 2: { dct.filer1(); //打开LENA.BMP dct.filer2(); //打开tj-logo.bmp dct.filer3(); //打开嵌入水印的lenalogo.bmp dct.inSTDM(); //解码并统计错误率 break; } default:break; } } while (ch!=0); cout<<"ByeBye!"<<endl;*/ return 0; } void file::filer1() //导入LENA图 { FILE *fp; if ((fp=fopen("LENA.bmp","r b"))==NULL) { cout<<"can't open this file!\n"; } fread(&head,1,1078,fp); fread(&color,1,262144,fp); for(int i=0;i<512;i++) for (int j=0;j<512;j++) lena[i][j]=int(color[i][j])-128; fclose(fp); } void file::filer2() //导入tj-logo图 { FILE *fp; if ((fp=fopen("LOGO.bmp","r b"))==NULL) { cout<<"can't open this file!\n"; } fread(&head1,1,62,fp); fread(&color1,1,512,fp); int m; double po; //以下为将32*4的数组转化为32*32的数组程序 for(int i=0;i<64;i++) { for (int j=0;j<64;j++) { logo[i][j]=0; m=j/8; po=pow(2.0,7-j%8); logo[i][j]=color1[i][m]/po; if (color1[i][m]>=po) color1[i][m]=color1[i][m]-po; if (logo[i][j]==0) { logo[i][j]=-1; } // cout<<logo[i][j]<<" "; } // cout<<endl; } fclose(fp); } void file::filer3() //导入lenalogo图 { FILE *fp; if ((fp=fopen("lenalogo.bmp","r b"))==NULL) { cout<<"can't open this file!\n"; } fread(&head,1,1078,fp); fread(&color,1,262144,fp); for(int i=0;i<512;i++) for (int j=0;j<512;j++) lena[i][j]=int(color[i][j])-128; fclose(fp); } void file::setT() //设置T和T' { for (int i=0;i<8;i++) for(int j=0;j<8;j++) { if (i==0) { T[i][j]=1/sqrt(8*1.0); } else { T[i][j]=cos(PI*i*(1+2*j)/2/8)/sqrt(8/2.0); } T1[j][i]=T[i][j]; } } void file::Matrix(double a[8][8],double b[8][8],double c[8][8],double d[8][8]) //矩阵乘法 { double temp[8][8]; for(int i=0;i<8;i++) { for (int j=0;j<8;j++) { temp[i][j]=0.0; for (int k=0;k<8;k++) temp[i][j]+=a[i][k]*b[k][j]; } } for(int i=0;i<8;i++) { for (int j=0;j<8;j++) { d[i][j]=0.0; for (int k=0;k<8;k++) d[i][j]+=temp[i][k]*c[k][j]; } } } void file::STDM() //DCT变换及嵌入 { double dtemp[8][8],X[8][8],Y[8][8]; int q1,q0; float d1,d0; d1=deta/8.0; d0=-deta/8.0; setT(); for(int a=0;a<64;a++) for(int b=0;b<64;b++) { for(int i=0;i<8;i++) for(int j=0;j<8;j++) dtemp[i][j]=lena[8*b+i][8*a+j]; Matrix(T,dtemp,T1,X); float sum=0; for (int d=0;d<8;d++) { sum+=X[d][7-d]*w[d]; } sum=sum/8; q0=deta*gauss((sum-d0)/deta+0.5)+d0; q1=deta*gauss((sum+d1)/deta+0.5)+d1; if (logo[a][b]==-1) { s=q0-sum; } else { s=q1-sum; } for(int c=0;c<8;c++) //嵌入 { X[c][7-c]=X[c][7-c]+s*w[c]; } Matrix(T1,X,T,Y); for(int i=0;i<8;i++) for(int j=0;j<8;j++) lena[8*b+i][8*a+j]=Y[i][j]; } FILE *fp; if ((fp=fopen("lenalogo.bmp","w b"))==NULL) { cout<<"can't open this file!\n"; } for(int i=0;i<512;i++) for (int j=0;j<512;j++) { if (lena[i][j]>127) { lena[i][j]=127; } else if (lena[i][j]<-128) { lena[i][j]=-128; } color[i][j]=lena[i][j]+128; } fwrite(&head,1,1078,fp); fwrite(&color,1,262144,fp); fclose(fp); } void file::inSTDM() //DCT变换及解码 { double dtemp[8][8],X[8][8]; float temp1,temp2; setT(); for(int i=0;i<32;i++) //inlogo和colort初始化 { for(int j=0;j<32;j++) { inlogo[i][j]=0; } } float d1,d0; d1=deta/8.0; d0=-deta/8.0; for(int a=0;a<64;a++) { for(int b=0;b<64;b++) { for(int i=0;i<8;i++) for(int j=0;j<8;j++) dtemp[i][j]=lena[8*b+i][8*a+j]; //将大矩阵分解 Matrix(T,dtemp,T1,X); float temp=0.0; for(int c=0;c<8;c++) { temp+=X[c][7-c]*w[c]; } temp=temp/8; temp1=deta*gauss((temp-d0)/deta+0.5)+d0-temp; temp2=deta*gauss((temp-d1)/deta+0.5)+d1-temp; if (abs(temp1)<abs(temp2)) inlogo[a][b]=0; else inlogo[a][b]=1; } } sta(); int m; double po; //以下为将64*64的数组转化为64*8的数组程序 for(int i=0;i<64;i++) { for (int j=0;j<64;j++) { m=j/8; po=pow(2.0,7-j%8); color1[i][m]+=inlogo[i][j]*po; } } FILE *fp; if ((fp=fopen("tjlogo.bmp","w b"))==NULL) { cout<<"can't open this file!\n"; } fwrite(&head1,1,62,fp); fwrite(&color1,1,512,fp); fclose(fp); } int file::gauss(float a) { if (a<0) { return int(a)-1; } else { return int(a); } } void file::sta() { double count,fa; fa=count=0.0; for(int i=0;i<64;i++) for(int j=0;j<64;j++) { if(logo[i][j]==1 && inlogo[i][j]==0) count++; else if(logo[i][j]==-1 && inlogo[i][j]==1) count++; } fa=count/64/64; cout<<"解码的错误率是:"<<fa<<endl; }