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一種DWT域基于IFS的數(shù)字水印算法
摘要：提出了一種小波域基于迭代函數(shù)系(IFS)的雙重?cái)?shù)字水印算法。即將水印信息通過(guò)IFS變換為自相似水印分形圖，利用拉普拉斯圖像邊緣檢測(cè)的方法將水印信息嵌入小波域低頻逼近系數(shù)中。實(shí)驗(yàn)證明該算法具有很好的魯棒性，同時(shí)保證了水印的不可見性。關(guān)鍵詞：數(shù)字水印 JPEC2000 小波變換 迭代函數(shù)系
隨著多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展與廣泛應(yīng)用，數(shù)字化媒體(如數(shù)字圖像、數(shù)字視頻和音頻等)的傳輸和獲取變得越來(lái)越便捷，一方面促進(jìn)了人類信息的共享，推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步，而另一方面由于其極易復(fù)制且復(fù)制后的媒體質(zhì)量與原版幾乎沒有差異，因此也帶來(lái)了數(shù)字多媒體的版權(quán)問題。數(shù)字水印技術(shù)作為版權(quán)保護(hù)的重要手段而得到了廣泛的研究和應(yīng)用。
現(xiàn)有圖像數(shù)字水印算法基本上可分為兩類：空間域方法和變換域方法�？沼蚍ㄍㄟ^(guò)直接改變圖像某些像素的灰度值來(lái)嵌入水印，如LSB、擴(kuò)展頻譜[1]等；而變換域方法先把圖像做某種變換，例如DCT、DWT，然后通過(guò)改變某些變換系數(shù)嵌入水印[2,3]。隨著JPEG2000和MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的建立，目前大量的數(shù)字水印技術(shù)研究集中在DWT域，因?yàn)樵贒WT域嵌入水印可以提高水印對(duì)最新圖像壓縮處理的攻擊。但是在DWT域嵌入水印也有其弱點(diǎn)，例如抵抗縮放等幾何形變攻擊能力較弱。文獻(xiàn)[4]介紹了一種基于IFS (Iterated Function System)的可以抵抗幾何形變的空域數(shù)字水印方法。此方法的缺點(diǎn)是嵌入的水印信息只能是英文字母，而且對(duì)部分字母識(shí)別能力較差，水印抵抗JPEG壓縮攻擊的能力較弱。本文采用具有實(shí)際意義的漢字和二值圖像作為水印，利用IFS生成可抵抗幾何形變的雙重?cái)?shù)字水印信息，并且嵌入DWT域低頻區(qū)域系數(shù)矩陣，以提高其抵抗常見圖像處理攻擊的能力。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，該方法對(duì)常見的攻擊有較好的魯棒性，同時(shí)滿足了水印信息的不可見性。
1 水印的嵌入原理
1．1 自相似水印分形圖的生成
二維IFS是研究二維圖像分形壓縮和編碼的基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)圖像的旋轉(zhuǎn)、縮放和扭曲、反演等變成另一自相似圖像。將漢字水印信息轉(zhuǎn)化為自相似分形圖，也就是將漢字水印信息轉(zhuǎn)化為自相似水印分形圖的IFS變換參數(shù)。IFS的基本形式為：
其中θ、α、ι1、ι2、e、f分別為旋轉(zhuǎn)角度、扭曲角度、坐標(biāo)軸伸縮比例和平移參數(shù)。
漢字存儲(chǔ)編碼有區(qū)位碼和機(jī)內(nèi)碼。這里將區(qū)位碼轉(zhuǎn)化為IFS參數(shù)。常用漢字的區(qū)碼M范圍為16~55，定義映射F：M→θ
θ=F(M) ＝8×(M—15)＋4 (2)
(2)式是先將M轉(zhuǎn)化為1~40整數(shù)，編為6位二進(jìn)制編碼(000001)～(101000)，再在其后面添加(100)，則M對(duì)應(yīng)編碼為(000001100)～(101000100)。通過(guò)上述變換將漢字信息區(qū)碼轉(zhuǎn)化為仿射變換的旋轉(zhuǎn)角度，變換后θ的范圍是[12，324]。
又由于常用漢字的位碼N為1～94。定義映射G：N→[aa，bb]→[a，b]
[1] [2] [3] [4] [5]
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