灰度图像水印的自适应二维数字水印算法_茅时群1
需积分: 0 16 浏览量
2022-08-03
15:17:07
上传
评论
收藏 959KB PDF 举报
技
术
创
新
中 文 核 心 期 刊《 微 计 算 机 信 息 》
（
测 控 自 动 化
）２００６
年 第
２２
卷 第
１－
１
期
３６０
元
／
年 邮局订阅号：
８２－９４６
《 现场总线技术应用
２００
例》
图 像 处 理
灰度图像水印的自适应二维数字水印算法
Ａ ａｄａｐｔｉｖｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｗａｔｅｒｍａｒｋｉｎｇ ｍ ｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｇｒａｙ－ ｌｅｖｅｌ ｉｍ ａｇｅ ｗａｔｅｒｍ ａｒｋｉｎｇ ｉｎ ＤＣＴ
（
上海大学
）
茅时群 高 健
Ｍ ａｏ，Ｓ ｈｉｑｕｎ Ｇ ａｏ，Ｊｉａｎ
摘要： 本 文提出 了 一 种 采 用 可 视 灰 度 图 像 作 为 水 印 信 号 ， 根 据 人 类 视 觉 掩 体 特 性 进 行 分 类 ， 并 结 合 系 数 自 身 的 特 点 ， 通 过 修
改
ＤＣＴ
域中低 频 和 次低频 系 数来嵌 入 不同强度 水 印的算 法 。实验结 果 表 明， 应用 所 提 出的算 法 实现的 水 印 对常见 图 像处理
和噪 声 干 扰具有 很 好的稳 健 性。
关键字
： 数字水印；
ＤＣＴ
域； 视觉掩体特性； 灰度图像水印
中图分类号
：
ＴＮ９１５．０８
文献标识码：
Ａ
ａｂｓｔｒａｃｔ：
Ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａ ｎｅｗ ｄｉｇｉｔａｌ ｗａｔｅｒｍａｒｋｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｈｕｍａｎ ｖｉｓｕａｌ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｏｆ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ＤＣＴ ｉｓ ｐｒｏ－
ｐｏｓｅｄ． Ｔｈｅ ｇｒａｙ－ ｌｅｖｅｌ ｉｍａｇｅ ｗａｔｅｒｍａｒｋｉｎｇ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｒｅ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｉｎｔｏ ｌｏｗ ａｎｄ ｓｕｂ－ ｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｎ ＤＣＴ． Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉ－
ｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｗａｔｅｒｍａｒｋｓ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ａｒｅ ｉｎｖｉｓｉｂｌｅ ａｎｄ ｒｏｂｕｓｔ ａｇａｉｎｓｔ ｎｏｉｓｅ ａｎｄ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ
ｉｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．
ｋｅｙｗｏｒｄ： ｄｉｇｉｔａｌ ｗａｔｅｒｍａｒｋｉｎｇ；
；
ＤＣＴ
；
ＨＶＳ
；
ｇｒａｙ－ ｌｅｖｅｌ ｉｍａｇｅ ｗａｔｅｒｍａｒｋｉｎｇ
文章编号
：１００８－ ０５７０（２００６）０１－
１
－ ０１８４－ ０３
引言
随着因特网的迅猛发展， 各种形式的多媒体数字
作品纷纷以网络形式发表， 但是网络在给人们带来便
利的同时也暴露出越来越重要的安全问题
： 如媒体作
品的版权侵犯和篡改等。如何在利用网络便利的同
时， 又能有效的保护知识产权， 已受到了人们的高度
重 视 。 用 于 数 字 作 品 版 权 保 护 的 数 字 水 印 （
ｄｉｇｉｔａｌ
ｗａｔｅｒｍａｒｋｉｎｇ
） 技术应运而生， 并成为近年来多媒体信
息安全领域研究的一个热点。它通过在原始数据中嵌
入秘密信息
－
水印来证实该数据的所有权， 被嵌入的
水印可以是一段文字、标识、序列号等。
大多水印算法为了水印有较好的稳健性， 通常以
伪随机序列作为水印
， 这只能给出有或没有的结论，
这样隐藏的信息量太少， 无法给出有意义的可视化信
息， 如二维的商标、印签等标识。目前对于这种二维水
印信息， 尤其是
８
位灰度水印信息的研究不多。这主
要是其数据量太大
， 且对于嵌入信息的鲁棒性要求
高。
本文基于人类视觉特性， 并结合嵌入系数自身特
点， 提出了一种自适应的二维图像数字水印算法， 实
验结果表明
， 该方法对常见的图像处理和噪声干扰具
有很好的稳健性。
文章在第一节介绍了
ＤＣＴ
域水印技术的一些基
本方法。第二节概述了算法思想。第三节介绍了块分
类思想
， 并提出求取嵌入强度的方法。第四节描述了
本文的水印嵌入和提取方法。第五节给出了实验及其
结果。
１
传统的基于
ＤＣＴ
的图像水印算法
分析
目前， 国际上出现了很多数字水印方案， 根据水
印实现的方法不同， 可分为空间域方法和变换域方
法。空域方法中， 最早最具有代表性的是
Ｔｉｒｋｅｌ
等人提
出的最低有效位方案， 算法简单， 但是抗干扰能力差，
此后，
Ｋｕｔｔｅｒ
等提出了一种对
ＲＧＢ
彩色空间中蓝色成
分进行修改的嵌入方案
， 是空域嵌入比较成功的案
例。随着图像压缩技术的发展， 变换域方法已经成为
数字水印技术的主流。而
ＤＣＴ
以其自身特有的优点成
为目前众多算法中研究最多的一种。原因有二
： （
１
） 计
算简单、易实现。（
２
） 与目前流行的国际压缩标准
（
ＪＰＥＧ
、
ＭＰＥＧ
、
Ｈ．２６１
等） 兼容， 对于各 种攻击具有很
好的稳健性。最典型的
ＤＣＴ
域算法是由
Ｃｏｘ
等人提出
的一种基于
ＤＣＴ
变换的扩频水印技术。它将满足正态
分布的伪随机序列加入到图像的
ＤＣＴ
变换后的视觉
最重要系数中， 它利用了序列扩频技术
（ＳＳ）
和人类视
觉特性（
ＨＶＳ
） 。在此基础上， 众多学者专家就水印嵌入
ＤＣＴ
域的位置和嵌入强度进行了大量的研究工作， 并
取得了很多研究成果。一般算法都是将水印信息放在
ＤＣＴ
的
ＡＣ（
交流
）
分量上
，
这样处理是为了避免嵌入了
水印图像出现块效应现象。一般认为低频系数的稳健
性较好。也有少数学者在
ＤＣ（
直流
）
分量进行了嵌入水
印的研究 。根据
ｗｅｂｅｒ
定理和人类视觉特性提出了块
分类理论， 有效的提高了嵌入水印的稳健性。块分类
的原则是， 背景越亮， 纹理越复杂（ 或者说边缘丰富） ，
茅时群： 硕士生
１８４
－ －
资源评论
