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基于小波分解的灰度水印嵌入方案
文章提出了一种基于小波的多分辨率分解与重构的水印算法。结合HVS的掩蔽特性,实现了将一幅灰度水印嵌入到彩色图像中,比较实用于对彩色图像的版权保护。实验证明,水印能抵抗大多数图像处理的攻击,该方案较好地兼顾了对图像水印的不可见性要求和鲁棒性要求。 关键词 数字水印 小波变换 不可见性 鲁棒性
0 引 言 随着信息技术和 计算 机 网络 的飞速 发展 ,数字多媒体信息的存储、复制与传播变得非常方便。在我们毫无限制地任意编辑、修改、拷贝和散布那些数字 音乐 和图像时,数字媒体的原创者的版权和 经济 利益如何得到保护已成为亟待解决的 问题 。 数字水印通过在受保护的数字对象(静止图像、音频和视频等)中嵌入水印来证明版权归属或跟踪侵权行为,水印可以是序列号、公司标志、文本等。它通过一定的算法将水印直接嵌入到多媒体 内容 中而不 影响 原内容的价值和使用,并且不能蝗说母兄低巢炀酢K⌒畔⒖梢圆糠只蛉看踊旌鲜葜谢指闯隼矗源锏桨嫒ū;さ淖饔谩?lt;/DIV> 1 数字水印生成

目前 ,关于水印嵌入的文章很多,但多数嵌入的水印为二值水印。灰度水印比较二值水印,它所能表达的内容更加丰富,包含的信息量也远远大于二值水印。因此,直接嵌入灰

表1 DT量化表

度水印必将严重影响原始载体图像的质量,这时可以考虑的一种 方法 是对原始信息进行压缩。本文采用DT系数量化的方法,具体如下:

图1

(1)将原始灰度水印信息的每个像素值减去128以尽可能消除直流成分,按8×8的数据块进行二维DT变换,变换后的DT系数用量化表(表1)进行量化。 (2)将量化后的系数按“之”字形排序,并选取前28个系数。 (3)将该28个系数分成三组:第1组 系数为前3个系数,即直流系数D及前2个交流系数A1、A2;第2组系数为第4到第10个系数,即A3~A9;第3组系数为第11到第28的系数,即A10~A27。如图1-1所示。 (4)将第1、2组系数按位平面进行分解,考虑尽量减少嵌入的信息量,提取第1、2组系数的负号,并保存相应的位置,取绝对值后,按系数的大小分别用2个、4个、6个位平面分解,然后转化为一维系列并将所有的0以-1代替,最后形成对应于第1、2组系数的1、2待嵌入;仿效前面的方法处理第3组系数,因第3组系数所包括的交流系数过多,且大多数值较小(为0、1的占大多数),所以与前面不同的是将系数值大于7的系数置0,并按系数大小分别用1个、3个位平面分解。最后得到对应于第3组系数的一维系列3。 通过以上处理的好处在于:

①减小嵌入的信息量,保留较多的DT系数,从而保证原始水印的质量, 文献 [1]采用前5个系数用8位二进制表示,后5个系数用4位二进制表示,仅保留了前10个系数,而本文中保留了前28个系数。图2给出了原始水印图像和分别取前28个、前10个系数的比较结果。

②由于减少嵌入的信息量,可将前10个重要系数嵌入到原始彩色图像的低频、中频小波系数中,而将后18个系数嵌入到高频小波系数中,从而在保证图像透明性的同时,增强了图像的鲁棒性。 ③文献[1]中,将保留的前10个系数量化生成1维系列V后进行置乱处理,如果V中有嵌入到高频小波系数中,这样做的结果很可能将原始信息的一些重要系数嵌入到高频部分,从而降低了鲁棒性(对JPEG的压缩处理尤为明显)。本文中未对二值化后的1维系列进行置乱处理,却保留了DT系数的负号,并且在位平面分解中,位平面个数随DT系数值的大小而有所不同,在已知水印嵌入算法的条件下,也不可能恢复出水印,从而保证水印的安全性。

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基于小波分解的灰度水印嵌入方案

摘 要 文章提出了一种基于小波的多分辨率分解与重构的水印算法。结合HVS的掩蔽特性,实现了将一幅灰度水印嵌入到彩色图像中,比较实用于对彩色图像的版权保护。实验证明,水印能抵抗大多数图像处理的攻击,该方案较好地兼顾了对图像水印的不可见性要求和鲁棒
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