基于離散小波變換與Arnold置亂的數(shù)字圖像水印算法研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)和數(shù)字傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字媒體的版權(quán)保護(hù)成為迫切需要解決的問(wèn)題，數(shù)字水印技術(shù)正是為了解決此問(wèn)題而出現(xiàn)的一個(gè)熱點(diǎn)研究方向。變換域數(shù)字水印因其具有抗各種信號(hào)失真能力強(qiáng)的特點(diǎn)，成為當(dāng)前數(shù)字水印的研究焦點(diǎn)。而離散小波變換（DWT）由于具有時(shí)頻雙重特性，與JPEG2000 壓縮標(biāo)準(zhǔn)兼容，與人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)HVS 相匹配等特點(diǎn)，正成為實(shí)現(xiàn)變換域數(shù)字水印的主要研究手段。 論文主要研究基于離散小波變換的數(shù)字水印算法，原始

2、圖像與水印信息均采用彩色圖像。文中首先對(duì)基于小波變換的數(shù)字圖像水印算法進(jìn)行了研究，結(jié)果表明在小波多分辨率分解中，圖像被分解成一個(gè)低頻子帶(LL)與多個(gè)高頻子帶(HL、LH、HH)，低頻子帶是原始圖像的逼近，集中了圖像的大部分能量。高頻子帶則主要集中了圖像的紋理、邊緣等細(xì)節(jié)信息。在低頻子帶中嵌入水印時(shí)水印的魯棒性較好，但卻容易引起圖像質(zhì)量的下降從而影響水印的不可見(jiàn)性，在高頻子帶中嵌入水印時(shí)水印的不可見(jiàn)性較好，但嵌入的水印容易被有損壓縮等信

3、號(hào)處理操作所破壞，從而影響水印的魯棒性。另外，小波變換級(jí)數(shù)低，則水印的抗攻擊能力降低，而小波變換級(jí)數(shù)高，則所嵌入的水印信息量小。 其次，論文通過(guò)研究圖像置亂技術(shù)，對(duì)水印圖像進(jìn)行了Arnold 置亂加密預(yù)處理，分散了錯(cuò)誤比特的分布，提高了水印系統(tǒng)的魯棒性，Arnold 置亂次數(shù)作為水印算法的密鑰，加強(qiáng)了水印系統(tǒng)的保密性。綜合考慮以上因素，對(duì)原始載體圖像進(jìn)行了三級(jí)離散小波變換，并選擇三個(gè)最大的細(xì)節(jié)子帶和低頻子帶作為水印嵌入位置，這樣

4、能提供穩(wěn)健性與不可見(jiàn)性之間的權(quán)衡。另外，根據(jù)人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)R、G、B 色彩敏感度不同以及人眼對(duì)離散小波分解后的不同尺度、不同方向子帶圖像的噪聲敏感度不同，在各分量的低頻和第3 級(jí)高頻子帶當(dāng)中嵌入強(qiáng)度不同的數(shù)字水印信息，這樣在確保魯棒性的同時(shí)提高了水印的不可見(jiàn)性。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的基于離散小波變換的數(shù)字水印方法能夠使水印的魯棒性和不可見(jiàn)性達(dá)到較好的折中，嵌入水印后圖像質(zhì)量沒(méi)有受到明顯影響，并且對(duì)常見(jiàn)的濾波、噪聲、縮放、旋轉(zhuǎn)