基于DSS矩陣的分塊壓縮感知及其在數(shù)字水印中的應(yīng)用.pdf

1、香農(nóng)/奈奎斯特采樣定理指出為了避免在獲取信號時損失信息，必須至少以信號帶寬的兩倍速度進(jìn)行采樣。很多應(yīng)用中，包括數(shù)字圖像和視頻照相機(jī)，奈奎斯特速率很高，太多的采樣結(jié)果使得必須在存儲或者傳輸之前進(jìn)行壓縮。在另一些應(yīng)用中，包括成像系統(tǒng)（醫(yī)學(xué)掃描和雷達(dá)）和高速模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，增加采樣速率是很昂貴的。壓縮感知是信號處理領(lǐng)域的新興理論，它可以在遠(yuǎn)低于奈奎斯特速率下捕捉和重建可壓縮信號。它使用非自適應(yīng)線性投影，保留了信號的結(jié)構(gòu)，信號隨后可以使用最優(yōu)化過

2、程從這些投影中重建.這使得信息獲取、存儲、處理和傳輸?shù)某杀敬蟠蠼档汀?br>　　壓縮感知一般并不直接應(yīng)用于圖像，因?yàn)閴嚎s感知觀測過程需要一次獲取整個目標(biāo)，對于未經(jīng)處理的圖像，觀測矩陣是非常大的，這對內(nèi)存的要求非常高。一個技巧是對圖像進(jìn)行分塊，對每個小塊使用相同的觀測操作。壓縮感知的觀測矩陣通常選擇獨(dú)立同分布的高斯矩陣或微分傅立葉隨機(jī)矩陣，但是這樣只有在重建全部完成后才能看到重建圖像。一類新的雙尺度觀測(Dual-Scale Sensin

3、g，DSS)矩陣，可以在重建之前實(shí)現(xiàn)對重建圖像的快速低分辨率預(yù)覽，同時保留進(jìn)行壓縮感知重建的能力。本文利用DSS矩陣的性質(zhì)，首先生成低分辨率圖像，將其插值，然后使用凸集投影和硬閾值的技術(shù)，最終生成與原圖分辨率一致的高質(zhì)量圖像。與最小化全變差重建相比，該方法重建時間短，重建質(zhì)量高。
　　由于技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)字化文本、圖像、視頻等變得很容易。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)上很容易獲得和分享，因而導(dǎo)致數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的猖獗誤用。數(shù)字水印給出了一種解決方案。評價

4、一個數(shù)字水印處理系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)是該水印系統(tǒng)是否具備安全性、隱蔽性、可證明性、魯棒性等。將壓縮感知與數(shù)字水印相結(jié)合，在未知觀測矩陣的情況下是不可能提取出正確的水印的，不僅實(shí)現(xiàn)了安全性，還大大提高了水印的嵌入容量。本文結(jié)合人眼視覺系統(tǒng)特性，提出一種基于DSS矩陣分塊壓縮感知的數(shù)字水印算法。本文算法的創(chuàng)新點(diǎn)在于可以提供了兩路輸出，一路為快速的低分辨率水印圖像，另一路為高質(zhì)量的與原水印圖像相同分辨率的圖像。實(shí)驗(yàn)表明，本文算法在灰度圖像及彩色RGB圖