图像水印的嵌入和提取基于dwtMATLAB_对灰度图像进行水印嵌入和提取matlab资源-CSDN文库

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4星 · 超过85%的资源需积分: 31 101 浏览量 2010-04-15 19:19:52 上传评论 9 收藏 2KB RAR 举报

图像水印技术是一种数字媒体保护方法，通过在原始图像中嵌入不可见或微弱可见的信息（水印），来证明所有权、确保数据完整性和验证源的真实性。基于离散小波变换（DWT）的图像水印是其中一种常用的技术，它利用了小波变换在多分辨率分析中的优势。MATLAB作为一种强大的数学计算和编程环境，是实现这种技术的理想工具。我们需要理解离散小波变换（DWT）。DWT将图像分解为不同频域的细节和粗略信息，形成多个子带。这些子带分别对应于图像的不同特征，如边缘、纹理和平滑区域。通过在这些子带中嵌入水印信息，可以在不影响图像视觉质量的同时，确保水印的隐藏性和鲁棒性。在MATLAB中，可以使用内置的小波工具箱来实现DWT。例如，`wavedec2`函数用于二维离散小波分解，而`waverec2`则用于重构图像。嵌入水印时，通常选择在低频子带（近似系数）进行，因为这部分对人眼视觉影响较小，同时对噪声和压缩操作具有一定的抵抗能力。以下是一个简单的图像水印嵌入流程： 1. **读取图像**：使用`imread`函数读取原始图像。 2. **预处理**：根据需求对图像进行灰度化或色彩空间转换。 3. **离散小波变换**：应用`wavedec2`对图像进行分解，得到多个层次的系数。 4. **水印生成**：创建水印，它可以是文本、二值图像或其他相关信息。 5. **水印嵌入**：选择合适的子带，根据水印信息修改系数。这里可以使用不同的嵌入策略，如直方图调整、量化等。 6. **水印提取**：在需要验证时，对原始图像或带有水印的图像应用相同的小波变换，然后在相应的子带中提取水印信息。 7. **重构图像**：使用`waverec2`将修改后的系数重新组合成图像。 8. **后处理**：可选地，进行一些后处理步骤，如去噪或增强。对于初学者来说，这个过程可能涉及许多概念和算法，例如小波基的选择、嵌入强度的控制、鲁棒性分析等。通过MATLAB的可视化功能，可以直观地观察每个步骤的效果，这对于理解和调试代码非常有帮助。在压缩包的“新建文件夹”中，可能包含示例代码、数据集或实验结果。通过深入研究这些内容，初学者能够更深入地了解如何在实际项目中应用DWT进行图像水印操作。基于DWT的图像水印技术结合MATLAB编程，提供了一种有效且灵活的数字媒体保护手段。学习这一技术不仅有助于理解多媒体安全，还能提升MATLAB编程技能，为未来在图像处理、信号处理等领域的工作打下基础。

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%DWT水印源码 clear all; % 保存开始时间 start_time=cputime; k=20; blocksize=8; % 设置块的大小 % 读入原图像 file_name='lena.bmp'; cover_object=double(imread(file_name)); cover_object1=double(imread(file_name)); % 原图像的行数与列数 Mc=size(cover_object,1); %原图像行数 Nc=size(cover_object,2); %原图像列数 % 最大嵌入信息量 max_message=Mc*Nc/(blocksize*2); % 读入水印图像 file_name='c.bmp'; message=double(imread(file_name)); %%水印图像的行数与列数 Mm=size(message,1); %水印行数 Nm=size(message,2); %水印列数 message_vector=reshape(message,1,Mm*Nm); % 检查水印信息是否过大 if (Mm*Nm> max_message) error('水印太大') end %将随机数发生器的状态置为1100 randn('state',1100); % 产生watermarked_image,并写入原图信息 watermarked_image=cover_object; % 将图像分块嵌入 % 当 (2,2) > (2,3) 且 message_pad(kk)=0 % 当 (2,2) < (2,3) 且 message_pad(kk)=1 %%经过分析可以得出结论：在提取水印时，如果cD1(2,2)>cD1(2,3)便是嵌入了水印的黑色像素， %%反之则是嵌入了白色像素 x=1; y=1; h=waitbar(0,'嵌入水印，请等待'); for (kk = 1:length(message_vector)) % 对块进行DWT变换 [cA1,cH1,cV1,cD1] = dwt2(cover_object(x:x+blocksize-1,y:y+blocksize-1),'haar'); a=cD1; % 如果 message_pad(kk)== 0 if (message_vector(kk) == 0) % 且(2,2) < (2,3) ，交换它们 if (cD1(2,2) < cD1(2,3)) temp=cD1(2,3); cD1(2,3)=cD1(2,2); cD1(2,2)=temp; end % 如果message_pad(kk) == 1, elseif (message_vector(kk) == 1) % 且(2,2) > (2,3) ，交换它们 if (cD1(2,2) >= cD1(2,3)) temp=cD1(2,3); cD1(2,3)=cD1(2,2); cD1(2,2)=temp; end end % 检查(2,2) ， (2,3)的差是否>= k if cD1(2,2) > cD1(2,3) if cD1(2,2) - cD1(2,3) < k cD1(2,2)=cD1(2,2)+(k/2); cD1(2,3)=cD1(2,3)-(k/2); end else if cD1(2,3) - cD1(2,2) < k cD1(2,3)=cD1(2,3)+(k/2); cD1(2,2)=cD1(2,2)-(k/2); end end %IDWT watermarked_image(x:x+blocksize-1,y:y+blocksize-1)= idwt2(cA1,cH1,cV1,cD1,'haar',[Mc,Nc]); % 移动到下一块 if (x+blocksize) >= Nc x=1; y=y+blocksize; else x=x+blocksize; end waitbar(kk/length(message_vector),h); end close(h); % 转换为uint8并写入dwt_watermarked.bmp watermarked_image_uint=uint8(watermarked_image); imwrite(watermarked_image_uint,'dwt_watermarked.bmp','bmp'); % 显示运行时间 elapsed_time=cputime-start_time, % 显示图像 figure(1) imshow(message,[]); title('水印'); figure(2) subplot(1,2,1); imshow(watermarked_image_uint,[]) title('嵌入水印图像') subplot(1,2,2); imshow(cover_object1,[]); title('原图');

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