基于離散小波變換與Arnold置亂的數字圖像水印算法研究.pdf

1、隨著網絡技術、多媒體技術和數字傳輸技術的飛速發(fā)展，數字媒體的版權保護成為迫切需要解決的問題，數字水印技術正是為了解決此問題而出現(xiàn)的一個熱點研究方向。變換域數字水印因其具有抗各種信號失真能力強的特點，成為當前數字水印的研究焦點。而離散小波變換（DWT）由于具有時頻雙重特性，與JPEG2000 壓縮標準兼容，與人類視覺系統(tǒng)HVS 相匹配等特點，正成為實現(xiàn)變換域數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。文中首先對基于小波變換的數字圖像水印算法進行了研究，結果表明在小波多分辨率分解中，圖像被分解成一個低頻子帶(LL)與多個高頻子帶(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、邊緣等細節(jié)信息。在低頻子帶中嵌入水印時水印的魯棒性較好，但卻容易引起圖像質量的下降從而影響水印的不可見性，在高頻子帶中嵌入水印時水印的不可見性較好，但嵌入的水印容易被有損壓縮等信

3、號處理操作所破壞，從而影響水印的魯棒性。另外，小波變換級數低，則水印的抗攻擊能力降低，而小波變換級數高，則所嵌入的水印信息量小。 其次，論文通過研究圖像置亂技術，對水印圖像進行了Arnold 置亂加密預處理，分散了錯誤比特的分布，提高了水印系統(tǒng)的魯棒性，Arnold 置亂次數作為水印算法的密鑰，加強了水印系統(tǒng)的保密性。綜合考慮以上因素，對原始載體圖像進行了三級離散小波變換，并選擇三個最大的細節(jié)子帶和低頻子帶作為水印嵌入位置，這樣

4、能提供穩(wěn)健性與不可見性之間的權衡。另外，根據人類視覺系統(tǒng)對R、G、B 色彩敏感度不同以及人眼對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 級高頻子帶當中嵌入強度不同的數字水印信息，這樣在確保魯棒性的同時提高了水印的不可見性。 實驗結果表明，本文設計的基于離散小波變換的數字水印方法能夠使水印的魯棒性和不可見性達到較好的折中，嵌入水印后圖像質量沒有受到明顯影響，并且對常見的濾波、噪聲、縮放、旋轉