一種基于小波域與HVS的彩色圖像自適應(yīng)數(shù)字水印算法.pdf

1、隨著信息數(shù)字化和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,數(shù)字信息的處理、存儲(chǔ)與傳播變得越來(lái)越便利和迅速。與此同時(shí),數(shù)據(jù)的大量存儲(chǔ)、無(wú)失真拷貝、無(wú)限量發(fā)布給信息擁有者的合法權(quán)益帶來(lái)了潛在的威脅;同時(shí)給盜版者、侵權(quán)者等不法份子提供了極為便捷的方式。隨之而來(lái)的版權(quán)問(wèn)題也越來(lái)越受到關(guān)注,數(shù)字水印技術(shù)則是在此背景下出現(xiàn)的一種有效解決方案,數(shù)字水印技術(shù)是近年來(lái)學(xué)術(shù)界興起的一個(gè)前沿研究領(lǐng)域,是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下提出的一種用于版權(quán)保護(hù)問(wèn)題的技術(shù),通過(guò)在信息載體中嵌入數(shù)字水印可以保

2、護(hù)版權(quán)所有者的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。數(shù)字作品中所嵌入的數(shù)字水印應(yīng)具有以下3個(gè)特性:可證明性、不可感知性、魯棒性。
　　 基于灰度圖像的的數(shù)字水印算法,已經(jīng)成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)并得到廣泛的研究和應(yīng)用,但實(shí)際生活中彩色圖像的應(yīng)用占有主體地位,因此,近年來(lái)人們研究的熱點(diǎn)漸漸轉(zhuǎn)向彩色圖像嵌入數(shù)字水印技術(shù)。早期針對(duì)灰度圖像的大多數(shù)水印算法可以較容易地推廣至彩色圖像。一些水印算法對(duì)彩色圖像的處理是把RGB彩色圖像看成是一個(gè)由三幅灰度圖像形成的“堆”,而且

3、是互不相關(guān)的,水印分別嵌入這3個(gè)分量中,或者僅在其中一個(gè)分量嵌人水印。但是3個(gè)分量的獨(dú)立處理對(duì)原始圖像的破壞比較大,而且無(wú)法滿足數(shù)字水印不可見(jiàn)性的要求。
　　 本文對(duì)基于小波域的彩色圖像數(shù)字水印算法進(jìn)行了研究,做了如下的工作:
　　 設(shè)計(jì)了一種以離散小波(DWT)為基礎(chǔ),結(jié)合人眼視覺(jué)特性(HVS)的彩色圖像數(shù)字水印算法。該算法采用YCbCr顏色模型,提取出原始彩色圖像的亮度分量Y,然后進(jìn)行小波變換;再依據(jù)人眼對(duì)頻率的掩蓋

4、因子、對(duì)圖像過(guò)亮和過(guò)暗的區(qū)域的噪聲的敏感度、對(duì)圖像紋理復(fù)雜區(qū)域的噪聲敏感度來(lái)建立JND閾值模型,并對(duì)其閾值進(jìn)行歸一化處理,加入一個(gè)擴(kuò)張因子,使其在歸一化處理后的值小于1。將灰度水印圖像進(jìn)行Arnold置亂變換,并且以迭代次數(shù)作為密鑰以保證水印圖像的安全性。,然后進(jìn)行小波變換,將亮度分量Y進(jìn)行小波變換后各個(gè)子層帶的水平、垂直、對(duì)角線的系數(shù),按照大小順序排列,并進(jìn)行相減,依據(jù)相減后的數(shù)值特征嵌入水印圖像的小波系數(shù);最后將融合了灰度水印圖像小

5、波系數(shù)的彩色圖像亮度分量Y進(jìn)行小波反變換,再與原始圖像中的Cb和Cr分量進(jìn)行重構(gòu),最終得到了嵌入水印的彩色圖像。實(shí)驗(yàn)證明了該數(shù)字水印模型能夠有效保證水印的不可見(jiàn)性;而改進(jìn)后的JND門(mén)限值,可以有效的保證水印的魯棒性,能夠有效地抵抗各種針對(duì)彩色圖像的攻擊,對(duì)彩色圖像的數(shù)字水印應(yīng)用具有重要意義。
　　 但是,文中的方法也存在一定不足之處,例如,在水印的提取過(guò)程中需要用到原始圖像;嵌入算法抗幾何攻擊的魯棒性較弱;而圖像加入較大的噪聲時(shí)