基于小波变换的数字水印算法

clc clear all; k=20; blocksize=8; % 设置块的大小 % 读入原图像 file_name='_lena_std_bw.bmp'; cover_object=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 % 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 %%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'); % 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'); % 计算psnr值 psnr=psnr(cover_object,watermarked_image), % 显示图像 %figure(1) %imshow(message,[]); %title('水印'); figure(2) subplot(1,2,1); imshow(watermarked_image,[]) title('嵌入水印图像') subplot(1,2,2); imshow(cover_object,[]); title('原图'); %提取源码 clear all; blocksize=8; % 设置块的大小 % 读入嵌入水印图像 file_name='dwt_watermarked.bmp'; watermarked_image=double(imread(file_name)); % 嵌入水印图像的行数与列数 Mw=size(watermarked_image,1); %嵌入水印图像的行数 Nw=size(watermarked_image,2); %嵌入水印图像的列数 % 最大嵌入信息量 max_message=Mw*Nw/(blocksize^2); % 读入原始水印 file_name='c.bmp'; orig_watermark=double(imread(file_name)); % 原始水印的行数与列数 Mo=size(orig_watermark,1); %原始水印的行数 No=size(orig_watermark,2); %原始水印的列数 % 将图像分块提取水印 x=1; y=1; h=waitbar(0,'水印提取中，请等待'); for (kk = 1:max_message) % 对块进行dwt变换 [cA1,cH1,cV1,cD1] = dwt2(watermarked_image(x:x+blocksize-1,y:y+blocksize-1),'haar'); % 如果cD1(2,2) > cD1(3,3) 那么 message_vector(kk)=0 % 否则 message_vector(kk)=1 if cD1(2,2)>cD1(2,3) message_vector(kk)=0; else message_vector(kk)=1; end % 移动到下一块 if (x+blocksize) >= Mw x=1; y=y+blocksize; else x=x+blocksize; end waitbar(kk/max_message,h); end close(h); % 将message重新排列 message_vector=message_vector(1,1:Mo*No); %%只需前Mo*No个 message=reshape(message_vector,Mo,No); %计算相关系数 NC=corr2(orig_watermark,message), % 显示提取水印与原始水印 figure(3) subplot(1,2,1); imshow(message,[]); title('提取水印') subplot(1,2,2); imshow(orig_watermark,[]) title('原始水印'); clear; %pause; f=imread('dwt_watermarked.bmp'); %将含水印图像f归一化,以便于攻击处理。 m=max(max(f)); f=double(f)./double(m); %攻击实验 disp('输入你想攻击的方法：'); disp('0--JPEG 压缩'); disp('1--中值滤波'); disp('2--高斯低通滤波'); disp('3--直方图均衡化'); disp('4--图像增亮'); disp('5--图像变暗'); disp('6--增加对比度'); disp('7--降低对比度'); disp('8--添加高斯噪声'); disp('9--椒盐噪声'); disp('10--添加乘积性噪声'); attack=input('请输入你的选择:'); %while attack~=0 switch attack %%0.JPEG 压缩 case 0, imwrite(f,'attackf.jpg','jpg','quality',30); attackf=imread('attackf.jpg'); attackf=double(attackf)/255; att='JPEG压缩'; case 1, %%1. 中值滤波 attackf=medfilt2(f,[2 2]); att='中值滤波'; case 2, %%2. 高斯低通滤波 h=fspecial('gaussian',3,1); attackf=filter2(h,f); att='高斯低通滤波'; case 3, %%3. 直方图均衡化 attackf=histeq(f); att='直方图均衡化'; case 4, %%4. 图像增亮 attackf=imadjust(f,[],[0.4,1]); att='图像增亮'; case 5, %%5. 图像变暗 attackf=imadjust(f,[],[0,0.85]); att='图像变暗'; case 6, %%6. 增加对比度 attackf=imadjust(f,[0.3,0.6],[]); att='增加对比度'; case 7, %%7. 降低对比度 attackf=imadjust(f,[],[0.2,0.8]); att='降低对比度'; case 8, %%8. 添加高斯噪声 attackf=imnoise(f,'gaussian',0,0.002); att='添加高斯噪声'; case 9, %%9. 椒盐噪声 attackf=imnoise(f,'salt & pepper',0.008); att='椒盐噪声'; case 10, %%10. 添加乘积性噪声 attackf=imnoise(f,'speckle',0.008); att='添加乘积性噪声'; end; %---攻击后处理-------------------------------------------------------------- f=attackf*double(m); figure(2); imshow(uint8(f));%显示水印嵌入图攻击后效果 title(att); imwrite(uint8(f),'attack.bmp'); clear all; blocksize=8; % 设置块的大小 % 读入嵌入水印后的攻击图像 file_name='attack.bmp'; attack_image=double(imread(file_name)); % 被攻击图像的行数与列数 Mw=size(attack_image,1); %嵌入水印图像的行数 Nw=size(attack_image,2); %嵌入水印图像的列数 % 最大嵌入信息量 max_message=Mw*Nw/(blocksize^2); % 读入原始水印 file_name='c.bmp'; orig_watermark=double(imread(file_name)); % 原始水印的行数与列数 Mo=size(orig_watermark,1); %原始水印的行数 No=size(orig_watermark,2); %原始水印的列数 % 将图像分块提取水印 x=1; y=1; h=waitbar(0,'水印提取中，请等待'); for (kk = 1:max_message) % 对块进行dwt变换 [cA1,cH1,cV1,cD1] = dwt2(attack_image(x:x+blocksize-1,y:y+blocksize-1),'haar'); % 如果cD1(2,2) > cD1(3,3) 那么 message_vector(kk)=0 % 否则 message_vector(kk)=1 if cD1(2,2)>cD1(2,3) message_vector(kk)=0; else message_vector(kk)=1; end % 移动到下一块 if (x+blocksize) >= Mw x=1; y=y+blocksize; else x=x+blocksize; end waitbar(kk/max_message,h); end close(h); % 将message重新排列 message_vector=message_vector(1,1:Mo*No); %%只需前Mo*No个 message=reshape(message_vector,Mo,No); %计算相关系数 NC=corr2(orig_watermark,message), % 显示提取水印与原始水印 figure(3) subplot(1,2,1); imshow(message,[]); title('攻击后提取水印') subplot(1,2,2); imshow(orig_watermark,[]) title('原始水印');