一種基于DWT-DCT變換強(qiáng)魯棒性的數(shù)字水印算法
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(5)對(duì)于DCT變換后的第i塊系數(shù)，采用比較DCT中頻系數(shù)法進(jìn)行水印的嵌入。比較中頻系數(shù)法的思想是：從中頻區(qū)域選擇兩個(gè)位置鼠Bi(v1,v1)和Bi(v2,v2)進(jìn)行比較，下標(biāo)i表示第i塊。可嵌入22個(gè)中頻系數(shù)，如圖3所示。圖中FL表示塊的低頻部分，F(xiàn)H代表高頻部分。FM是可選擇嵌入的中頻區(qū)域，因?yàn)榍度隖M區(qū)域可避免圖像質(zhì)量下降，而且能夠提供較好的抗攻擊能力。為獲得較好的抗壓縮攻擊性能，選擇系數(shù)時(shí)可參考表1的JPEG量化表。選擇的兩個(gè)DCT系數(shù)應(yīng)滿足調(diào)整它們的大小不會(huì)導(dǎo)致載體圖像嚴(yán)重降質(zhì)。因此要選擇JPEG壓縮算法中亮度量化值一樣的系數(shù)。從表1能觀察到系數(shù)(4，1)和(3，2)或(1，2)和(3，0)量化值相等，較適合用來比較。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/195618.htm
水印嵌入算法的具體實(shí)現(xiàn)：對(duì)于每一個(gè)8x8塊，選擇(4，1)和(3，2)一對(duì)系數(shù)，比較它們大小，確保滿足式(3)，若不滿足，交換兩個(gè)系數(shù)的值。ωi為第i塊嵌入信息位的值。
為了提高魯棒性，對(duì)算法做進(jìn)一步改進(jìn)。引入控制量α擴(kuò)大兩個(gè)DCT系數(shù)差值。引入α雖然會(huì)使圖像退化。但能夠降低檢測的誤差。
當(dāng)ωi=1，系數(shù)(4，1)大于系數(shù)(3，2)，且兩者差值小于α?xí)r，按式(4)調(diào)整：
當(dāng)ωi=0，系數(shù)(3，2)大于系數(shù)(4，1)且兩者差值小于α?xí)r，按照式(5)調(diào)整：
(6)對(duì)于嵌入水印信息后的第i塊系數(shù)，進(jìn)行IDCT變換。
(7)按步驟(5)、(6)對(duì)其他塊進(jìn)行水印的嵌入。
(8)進(jìn)行IDWT變換，得到嵌入水印后的圖像。
3 水印的提取算法
本算法是盲水印算法，提取時(shí)無需水印圖像的原宿主圖像。提取水印是嵌人的逆過程，圖4為水印的提取過程。
其步驟可描述如下：
(1)對(duì)嵌入水印的圖像進(jìn)行DWT變換。
(2)選取HL子帶，并將其分為8x8的塊，進(jìn)行DCT變換。
(3)按式(6)提取水印。
(4)按提取出的水印位重建水印圖像，得到加密的水印。
(5)水印圖像使用混沌密鑰進(jìn)行混沌解密，得到解密的水印。
(6)計(jì)算恢復(fù)出的水印信號(hào)和原水印信號(hào)的相似程度。
4 試驗(yàn)結(jié)果
試驗(yàn)采用大小為512×512的宿主圖像。經(jīng)DWT一級(jí)變換后HL子帶的大小為256×256。將選擇的HL子帶分成8×8的塊，得到1 024個(gè)塊。使用這些塊能嵌入1 024位水印位到宿主圖像。則以32×32的二值圖像作為水印嵌入到宿主圖像。
4．1 在無攻擊的情況下
圖5是實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的宿主圖像和水印圖像。圖6a和圖6b分別描述該算法嵌入水印后的圖像和提取出的水印。為了檢驗(yàn)該算法的性能，將該算法和直接應(yīng)用DCT相印嵌入的結(jié)果進(jìn)行比較。圖7為直接應(yīng)用DCT進(jìn)行水印嵌入后圖像和提取的水印，可看出，水印能夠被正確從水印圖像中提取，但直接應(yīng)用DCT算法嵌入水印后的圖像不可見性較低。
評(píng)論