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第
36
卷第
12
期
2011
年
12
月
武汉大学学报·信息科学版
Geomatics and lnformation
Science
of
Wuhan University
Vo
l.
36
No. 12
Dec.
2011
文章编号
:1671-8860(2011)12-1427-03
文献标志码
:A
一种基于伪随机序列和
DCT
的遥感影像水印算法
朱长青
l
任娜
l
(1
南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室,南京市文苑路
1
号
.210046)
摘
要:首先,对原始影像进行分块,通过伪随机序列选择要嵌入的影像决;然后,采用量化的方法在每一块的
DCT
低频系数中嵌入水印信息;最后,通过精度约束,对嵌入水印信息后的遥感影像进行误差控制。由于采
用了量化的方法嵌入水印信息,其提取过程不需要原始影像的参与,实现了盲检测。实验结果表明,该算法在
满足水印算法鲁棒性的同时,也能达到对遥感影像近乎零修改的目标。
关键词:伪随机序列
;DCT;
遥感影像;水印
中图法分类号
:P237.3
目前,遥感影像数据的安全问题日益突出,传
统的保护措施和政策性管理机制无法适应当前数
字化管理的要求。数字水印技术在遥感数据中嵌
入版权信息或用户标识信息等,必要的时候提取
出嵌入的水印信息,已经发展成为测绘成果版权
认证、使用跟踪、内容认证等方面的一个有效手
段口
.2J 。
遥感影像往往数据量庞大,而且其除作为地
形分析、立体像对生戚、
DEM
生成等的基础数据
外,还常用于空间定位、目标识别、地物提取等方
面。因此,与普通图像水印算法相比,遥感影像水
印算法在快速性、稳定性、抗攻击性和精度等方面
都提出了更高的要求,其水印不仅要求满足人眼
的视觉质量要求,数据还需要具有可用性,即不影
响数据的后期使用。现有的遥感影像水印技术
中
CMU
鲜有对嵌入后的影像进行误差控制的,而
应用精度是遥感影像水印区别于普通图像数字水
印的一个重要方面。
本文在考虑了遥感影像水印的特点和要求的
基础上,实现了基于伪随机序列和
DCT
的高效
和近无损的水印算法。
1
算法原理
1.
1
基于
DCT
的遥感影像水印算法
基于
DCT
的水印嵌入的主要过程为
[5
,
6]:
收稿日期
:2011-10-10
。
1)水印信息的生成。采用随机数发生器生
成→个具有唯一标识的种子点
Seed
,利用该种子
生成一个长度为
N
的伪随机二值序列
w=
GCKey)={Wi
,
i=O
,
l
,
…,
N-
l}
o
其中,
wz=
{-l,
l}
。
2)
将影像进行分块,采用基于伪随机序列的
块选择机制选取合适的嵌入块位置。
3)
对所选块进行
DCT
,得到该块的低频值
D
ij
。计算量化值
À
ij
=
round
C D
ij
/
δ)
。其中,
round
运算为舍人取整操作,
ò
为量化步长。
4)
水印嵌入。利用水印信息调制当前嵌入
块的低频值:
D:
,=
[()"ij
-0.5)
Xδ
,
mod(Àij
十
W
ij
,
2)
二
1
-
, l
(λυ+
0.5)
Xδ
,其他
5)
利用调制后的低频值进行逆变换,所有块
操作完成后,得到了含水印的遥感影像。
的将得到的含水印影像根据像素点的欧氏
距离判断数据的误差大小,对嵌入水印之后的影
像进行空域修剪。将对应点的最大欧氏距离作为
用户定义的最大误差值,将误差控制在用户规定
的范围内。
1.
2
基于伪随机序列的嵌入块位置选择机制
选择水印嵌入块位置是遥感影像水印算法中
十分重要的问题,直接影响算法效率和安全性。
伪随机序列是具有某种随机特性的确定的序列,
具有良好的随机性和接近于白噪声的相关函数,
项目来源:国家自然科学基金资助项目
(41071245);
国家
863
计划资助项目(
2009AAl
2Z
228)
。
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