一种dwt域基于ifs的数字水印算法

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1、一种dwt域基于ifs的数字水印算法摘要：提出了一种小波域基于迭代函数系(IFS)的双重数字水印算法。即将水印信息通过IFS变换为自相似水印分形图，利用拉普拉斯图像边缘检测的方法将水印信息嵌入小波域低频逼近系数中。实验证明该算法具有很好的鲁棒性，同时保证了水印的不可见性。关键词：数字水印JPEC2000小波变换迭代函数系随着多媒体和网络技术的迅速发展与广泛应用，数字化媒体(如数字图像、数字视频和音频等)的传输和获取变得越来越便捷，一方面促进了人类信息的共享，推动了社会的进步，而另一方面由于其极易复制且复制后

2、的媒体质量与原版几乎没有差异，因此也带来了数字多媒体的版权问题。数字水印技术作为版权保护的重要手段而得到了广泛的研究和应用。现有图像数字水印算法基本上可分为两类：空间域方法和变换域方法。空域法通过直接改变图像某些像素的灰度值来嵌入水印，如LSB、扩展频谱[1]等；而变换域方法先把图像做某种变换，例如DCT、DPEG-4标准的建立，目前大量的数字水印技术研究集中在D范围为16~55，定义映射F：M→θθ=F(M)＝8×(M—15)＋4(2)(2)式是先将M转化为1~40整数，编为6位二进制编码(000001)

3、～(101000)，再在其后面添加(100)，则M对应编码为(000001100)～(101000100)。通过上述变换将汉字信息区码转化为仿射变换的旋转角度，变换后θ的范围是[12，324]。又由于常用汉字的位码N为1～94。定义映射G：N→[aa，bb]→[a，b][aa，bb]＝G(N)＝[((N+5)div(10))+6，((N+5)mod(10)+6)]；(3)[a，b]＝[(aa×16+8)／250，(bbx16+8)／250](4)其中(3)式是将N变换为6～15之间的一个整数对；(4)式是将

4、变换所得整数对分别进行二进制编码，再在各个编码后添加(1000)，为保证仿射变换的压缩性，全部除以250。通过上述变换后，a，b范围是[0．416，0．992]，其中[a，b)是一个实数对。将θ、a、b值代人上述仿射变换公式中，令α＝0，e、f的值根据具体情况而定。假设水印信息W1为{S1，S2，S3：其中Si是常用汉字｝，根据上面定义的影射转化为迭代函数系{R2；ω0，ω1，ω2,ω3｝。其中ωi(对应Si，ω0对应(θ0＝0，a0=b0＝1)，作为第一水印检测的参考图。由于上述两个变换都是一对一映射，可

5、以很容易求得其反变换过程。取第二水印W2为一幅KxK的二值图像，分别通过上述变换ωi将第二水印信息影射为一个大小为2K×2K的自相似水印分形图W.映射方式如图1所示。1．2水印嵌入方法数字水印的嵌入步骤如下：(1)将原始图像进行L层小波分解得到3L+1个子带。选择L使其低频子带A系数为与自相似水印分形图W大小相同的矩阵。(2)引入一个与自相似水印分形大小一致的二值图像B。此图像的单数行为101010…，而其偶数行为010101…，或互换。(3)从自相似水印分形图W中取像素W(i，j)。(4)如果W(i，j)

6、值为0，则令A，(i，j)＝A(i，j)，转入第(6)步。(5)如果W(i，j)值为1，从参考图像B中取对应像素B(i，j)；如果B(i，j)＝1，则令A(i，j)＝A(i，j)+d；否则，令A(i，j)＝A(i，j)-d。其中d>0，取值视载体图像而定。(6)重复(3)、(4)、(5)直到取完自相似水印分形图W中的所有像素点。(7)利用修改后的系数矩阵进行小波反变换，重构带有水印信息的原始图像。一种dSE为均方误差。按式(5)、(6)来计算，本算法嵌入水印后的峰峰信噪比PSNR=30．1550dB；由文献

7、[5]可知，当PSNR超过30dB时，人的视觉很难分辨出原始图像和重构图像的差异。因此本算法完全满足水印信息的不可见性。2．4水印检测的相关性由于本算法所采用的水印为二值数字图像，为了客观表示检测出的水印信息与原水印信息的相近程度，定义相关系数为：ρ：WEQU／WALL(7)其中，WEQU=[相同位置W＝W的个数]；[正确检测的水印像素数目]，WALL＝[W像素总数]。本实验中WALL=256x256。由以上定义可知，ρ不但表示了水印信息前后的相关程度，而且也表示出了水印信息检测的正确率，即水印信息被正确检

8、测出的百分比率。ρ越大意味着水印信息的鲁棒性越强。本实验结果如表2所示。由表2可以看出，对带有水印信息的图像进行各种常见的攻击后，水印信息检测的正确率都大于57％，说明该算法对常见攻击具有较强的鲁棒性。一种dwt域基于ifs的数字水印算法:　表2各种功击后自相似水印检测相关关系数表攻击名无攻击时A/D、D/AJPEG(40)JPEG(50)JPEG(60)JPEG(70)JPEG(80)JPEG(90)ρ0.88