一种基于多级小波分解的复合数字水印嵌入技术

1、一种基于多级小波分解的复合数字水印嵌入技术论文导读：本文提出了一种多级小波分解的复合数字水印技术。可以由相应的图像小波变换来表示。小波变换，一种基于多级小波分解的复合数字水印嵌入技术。关键词：复合数字水印，图像融合，扩频技术，小波变换1.引言随着计算机科学和网络技术的迅猛开展，使得绝大多数信息以数字化新式存在。数字化信息处理精度和速度高、便于复制和保存。然而，数字化产品很容易被复制、加工处理和传播。为解决这一问题，数字水印技术应运而生。数字水印可以应用于各种形式的数字化信息【1】。本文提出了一种多级小波分解的复合数字水印技术。这种水印技术使用图像融合技术和扩频技术在原图像小波域的不同局部嵌入水

2、印【2】。2.视觉原理与离散小波数字水印模型从实验得到的研究结果分析可知人眼的视觉特性是一个多信道模型。视网膜上的图像可以应用塔式分解法，分解成某些频率段，它们在对数尺度上是等宽度的。我们可以通过提高图像分辨率来刻画出图像细节不同的物理结构。在小波域中嵌入水印信息可以充分地利用人眼视觉系统的这种特性【3】。论文发表，小波变换。论文发表，小波变换。离散小波变换域数字水印技术主要是将图像的空间表示变换为小波变量说明：原水印 ：提取原水印信号 ：预先定义的大于0的阈值。如果。那么说明已经待检测图像已经嵌入水印，否那么待检测中未被嵌入水印。4.实验测试与结论通过实验对复合水印的方案进行了性能测试，与之

3、作比拟的是由Cox等提出的在DCT域嵌入水印的方案，简称NEC方案;【5】。论文发表，小波变换。测试原图采用图像处理测试中比拟常用的Mandill;256x256灰度图像。小波选9/7小波作为分解和合成小波基，小波分解级L=4，低频局部的子块选择百分比值B=50，嵌入强度细节信号为0.18，分析信号为0.45这样不致引起水印图像有大的退化。低频局部水印采用如图-2(f)所示的16x16的256级灰度LOGO图案。高频局部水印与NEC方案相同，为一高斯分布的随机实数序列，其水印长度Nw=4096；各子带权重值s=1.0。两方案的检测阈值=0.4。复合水印方案以低频局部水印和高频局部水印相关系数比

4、拟，较大值者作为判断值。图-2(b)给出了NEC方案的水印图像，图-2(c)给出了原图像与水印图像的不同，为清晰起见，图像放大了像素值。复合水印方案图像由图-2(d)给出，原图像与水印图像的不同在图-2(e)给出。(a)Mandrill原图(b) NEC方案加水印的图像(c)图(b)与图(a)的差(d)复合水印方案加水印的图像 (e) 图(d)与图(a)的差(f)LOGO水印图案图-2 水印测试用图4.1中频滤波图-3显示了水印图像受到中频滤波处理时的情况。图-3(a)显示即使中频滤波器的尺寸比拟大时，复合水印方案也能准确地抽取水印信息，其性能要优于NEC方案。图-3(b)所示的是对水印图像进

5、行8x8中频滤波时的情况。图-3(a)中中点化线为NEC方案曲线，实线为复合水印方案曲线。(a)中频滤波器维数与相关系数图(b)经8x8中频滤波后的水印图像图-3 两方案抗中频滤波处理性能比拟4.2加性噪声这种变形是通过在水印图像中参加不同能量的高斯白噪声以使图像退化，从而检验水印图像的稳健性。图-4(b)给出了水印图像加噪声的情况，图-4(a)给出了两种方案信噪比与水印相关系数的关系。从图中可以看出复合水印方案在加性高斯白噪声攻击中性能要好于NEC方案。图-4(a)中点化线为NEC方案曲线，实线为复合水印方案曲线。(a)信噪比与相关系数函数关系图(b)信噪比为20时的水印图像图-4 参加高斯

6、白噪声退化的结果4.3 JPEG压缩NEC方案与复合水印方案抗压缩攻击性能比照方图-5(a)所示。可以看出两方案的性能差不多，但在压缩比拟高的情况下，复合水印方案的优势较为明显。图-5(b)是压缩比35时的图像。图-5(a)中中点化线为NEC方案曲线，实线为复合水印方案曲线。论文发表，小波变换。(a)压缩比与相关系数图(b)压缩比为35时的水印图像图-5 两方案抗JPEG压缩处理性能比拟4.4结论实验说明复合水印方案与NEC方案在水印图像变形较小时性能大体相当，而变形比拟严重时，复合水印方案要优于NEC方案。由于在低频局部使用图像融合技术在图像频域的不同空间位置嵌入水印图案，使得所提方案对具有明显局部特征的图像，其稳健性是很好的。复合水印技术的使用可以大大提高水印嵌入的能量，增强水印的抗攻击能力。参考文献：【1】肖竟华，基于图像的数字水印的平安，计算机平安，2021.10:66-68【2】张飞侠，基于自适应小波变换与扩频技术的图像水印算法，计算机平安，2021.08：38-39【5】Cox.J.，Leighton T.，and Shamoon T.，secure s