目前，有关数字作品版权保护的数字水印技术研究开展
得十分广泛，而彩色数字图像正日益占据主流地位，其相关
的技术研究也就显得日趋重要。另外，将彩色图像作为水印
可以包含的信息量相当丰富，在多媒体和网络技术飞速发展
的今天，对该技术的研究尤其具有现实意义。
人类视觉系统，
1 (Human Visual SystemHVS)
对于图像来说，的主要特性一般表现在个方面：
HVS3
亮度特性、频域特性、图像类型特性。其中，亮度特性是
特性中最基本的一种，主要关于人眼对亮度变化的敏感
HVS
性。一般来说，人眼对于高亮度的区域所附加的噪声其敏感
性较小，这就意味着，如果图像的背景亮度越高，那么它所
能嵌入的附加信息就越多
[1,2]
。对于频域特性来说，如果将
图像从空域变换到频域，那么，频率越高，人眼的分辨能力
就越低；频率越低，人眼的分辨能力就越高。的频域特
HVS
性告诉我们，人眼对高频的内容其敏感性较低。从图像类型
特性来说，图像可分为大块平滑区域和纹理密集区域。
HVS
对于平滑区域的敏感性要远高于纹理密集区域，也就是说，
图像中的纹理越密集，其所能嵌入的信息就越多
[3]
。
对于不同的颜色其敏感性也各有不同，该特性对于
HVS
彩色图像的数字水印研究很有意义。对于彩色图像来说，其
每一个像素都可分为、、种基色，在向彩色图像嵌
RGB 3
入水印时，根据人眼对不同颜色的敏感性的不同，从而调整
水印的嵌入能量，能使嵌入水印后的图像有较好的质量。人
眼对各种颜色的不同敏感性可由标准相关光谱亮度功效函数
)(
λ
E
来描述，见图
1
[4]
。
由图中可以看出，对于不同波长的三基色、、
1RGB
470nm540nm610nm
bg
=== λλλ 、、
r
来说，它们的光
( )
)(
λ
E
谱亮度功效是不同的：人眼对绿色最为敏感，对红
(G)
色其次，对蓝色最不敏感。这一点从亮度方程
(R)(B)
BGRy 144.0587.0299.0
+
+
=
中也可以看出。因此，在
向彩色图像的不同基色中嵌入水印时，可根据的特性来
HVS
调整水印的加权系数。通过实验，本文所用的加权比例公式
4:1:2::
=
BGR
为：。例如，假设水印的总加权为，
1.4
则、、的嵌入加权系数分别为：
RGB
0.80.24.0
bg
===
εεε
，，
r
。
作者简介：
刘挺～，男，硕士，研究方向：数字通信，数
(1976)
字水印；尤韦彦，副教授
收稿日期：
2002-03-21
一种基于离散小波变换和的
HVS
彩色图像数字水印技术
刘挺，尤韦彦
上海师范大学数理信息学院，上海
( 200234)
摘要：
提出了一种将彩色数字水印嵌入到原始彩色数字图像中的算法，通过将水印多次嵌入到后相应的频段来增强鲁棒性；该算法利
DWT
用了特性，并通过实验得出了水印不同彩色分量、、的加权系数，从而使嵌入水印后的图像无主观视觉上
HVS(Human Visual System)(RGB)
的失真。通过实验验证，该算法在对嵌入水印后的图像进行有损压缩、剪切、不规则色块污染、添加各种噪声处理后，提取出的水印
JPEG
表现出了较好的鲁棒性，且主观视觉失真较小。
关键词：
彩色数字水印；离散小波变换；；版权保护
HVS
A Digital Watermarking Technique for
Color Images Based on DWT and HVS
，
LIU TingYOU Weiyan
(College of Maths & Science Information, Shanghai Normal University,Shanghai 200234)
【
】
Abstract
This paper presents a technique by embedding a color digital watermark into an original color image. Through inserting watermarks
time after time into different frequency bands after DWT to enhance robustness. At the same time, the method utilizes the HVS peculiarity, obtains
、、
corresponding RGB strengthen coefficients from several experiments, in order to reduce the visual distortion in the result image. The method
has been tested with attacks such as JPEG lossy compression, cropping, polluting and noise adding, obtaining results of good robustness and low
visual distortion.
【】
Key words ；；；
Colour digital watermarkingDWTHVSCopyright protection
第
29
卷 第
4
期
Vol.29
№
4
计 算 机 工 程
Computer Engineering
2003
年
3
月
March 2003
·
安全技术·
中图分类号：
TP301.6
文章编号：
1000
—
3428(2003)04
—
0115
—
03
文献标识码：
A
—115—
图
1
标准相关光谱亮度功效函数
E(
λ
)
