一种基于arnold置乱的小波音域水印算法课件

一种基于arnold置乱的小波音域水印算法信息工程11022015.06digitalwatermarking数字水印技术

数字水印技术是指在数字化的数据内容中嵌入不明显的记号，被嵌入的记号通常是不可见或不可察的，但是通过一些计算操作可以被检测或者被提取。水印与源数据(如图象、音频、视频)紧密结合并隐藏其中，成为源数据不可分离的一部分，并可以经历一些不破坏源数据使用价值或商用价值的操作而存活下来。按数字水印的隐藏位置，可以将其划分为时域水印、变换域数字水印。时域数字水印是直接在信号时域幅值上叠加水印信息，而变换域水印则包括在DCT域、DFT域、DWT域上隐藏水印。数字水印技术主要的应用领域为：版权保护、图像认证、标题与注释、篡改提示、使用控制。数字音频水印技术audiowatermark

数字音频水印是利用数字音频信号中的冗余信息，在不影响音频信号质量的前提下，把额外的水印信息隐藏于其中的技术。

从音频处理的角度看，嵌入水印信号可以视为在强音频信号下迭加一个弱信号，只要迭加的水印信号强度低于人耳听觉系统（HAS）的噪音掩蔽门限，人耳将感觉不到该信号的存在。

由于小波变换具有良好的时频局部特性，因此成为目前频域法水印的主流技术。采用小波变换进行水印嵌入，与其他的数字水印技术相比，小波水印显现出良好的鲁棒特性。算法流程Algorithmflow12354二值图像01将彩色三位图像降维为二值图像Arnold

变换02将二值图片做arnold置乱嵌入过程

03将原始音频做离散小波变换并将水印图片写入提取过程

04使用DWT和idwt将水印音频的水印信息提取出来

水印恢复05利用Arnold反置乱恢复提取出的水印图片1.arnold置乱

数字图像可以看作是一个矩阵(x,y),矩阵的元素所在的行与列,就是图像显示在计算机屏幕上诸象素点的坐标,元素的数值就是象素的灰度.对于一幅数字图像,改变矩阵元素的位置或数值,就会变成另外一幅图像(x1,y1)arnold变换定义式：x1=(x+y)mod(n)y1=(x+2y)mod(n)arnold变换实质上就是数字图像像素在二维平面上的位置搬迁。显然,原来相邻的像素经变换后距离愈大,变换得到的图像与原图像差得就越远,图像的混乱程度就越高。%arnold置乱forx=1:240fory=1:240x1=x+y;y1=x+2*y;ifx1>240x1=mod(x1,240);endify1>240y1=mod(y1,240);end

12345

ifx1==0x1=240;endify1==0y1=240;endA1(x1,y1)=img(x,y);endend

WhatwedoforSuccessOURresult原始图像二值图像置乱后的图片240*240Arnold加密W=rgb2gray(imread('水印.png'))对加密后的图片与原始音频进行DWT12345使用小波’haar’对信号Wa进行二层DWT分解，把得到的近似系数写入到函数Wca1中，其余的细节系数分别写入到函数Wch1,Wcv1,Wcd1中%置乱后的水印采用一级haar小波分解Wa=double(Wa);[Wca1,Wch1,Wcv1,Wcd1]=dwt2(Wa,'haar');%原始数据采用一级haar小波分解[Xca1,Xch1,Xcv1,Xcd1]=dwt2(X,'haar');嵌入水印前音频频谱图before点击播放4.水印的提取extract12345

对原始音频信号首先分成待嵌入水印部分和未嵌入水印部分，对待嵌入水印部分分段并做二维离散小波变换，提取出小波系数[Xca1,Xch1,Xcv1,Xcd1]及求出嵌入强度向量α(k)；同时对待水印音频信号做同样的处理，提取出小波系数[XWca1,XWch1,XWcv1,XWcd1]

利用如下公式提取出水印:Wc[k]1=[XWc(k)1-Xc(k)1]/a(k)”“提取过程主要代码maincodeofextractprocessa1=0.1;a2=0.1;a3=0.1;a4=0.1;fori=1:120forj=1:120Wca1(i,j)=(XWca1(i,j)-Xca1(i,j))/a1;Wch1(i,j)=(XWch1(i,j)-Xch1(i,j))/a2;Wcv1(i,j)=(XWcv1(i,j)-Xcv1(i,j))/a3;Wcd1(i,j)=(XWcd1(i,j)-Xcd1(i,j))/a4;endend提取水印的恢复recover

ifx1<=y2x2=240+x1-y2;elsex2=x1-y2;endendifx1==y1y2=240;x2=x1;endA2(x2,y2)=pw(x1,y1);endend

forx1=1:240fory1=1:240ifx1<y1y2=y1-x1;ifx1<=y2x2=240+x1-y2;elsex2=x1-y2;endendifx1>y1y2=240+y1-x1;Arnold反变换（水印恢复）test鲁棒性测试加噪test1p=0.01;[ij]=size(T);u=randn(i,1);aa=sqrt(p);u=u*aa;p