基于matlab的数字水印嵌入系统

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1、万方数据2006年第5期{总第91期)大众科技DAZHONGKEJIN0，5．2006(CumuIativeIyNo．91)基于MATLAB的数字水印嵌入系统舒云星．卫莉莉一(洛阳工业高等专科学校计算机系，河南洛阳471003)【摘要】文章利用MAT【AB语言厦其小泣工具葙，采用小波变换算法，开发数宇水印嵌八系统。通过对原始静态图像和二值目像水印进行小波多分辨率分解，组合对应方向上的小波细节子图教据，从而实现了在原始静态图像上嵌入二值图像水印。【关键词】数字术印；MAnAB；小波变换【中图分类号】TP309【文献

2、标识码】A【文章编号】1008—1151(2006)05一0027一02一、引言日常生活中．人眼所能感受到的两幅质量十分相似的数字图像，其像素值可能存在很大的差别。这种依赖于人的视觉系统的不完善性，为数字图像的失真压缩和信息隐藏提供了非常巨大的施展空间。数字水印技术在多媒体信息的版权归属和信息安全领域已得到广泛关注。将水印信息通过某一算法嵌八到原始数字信息如数字图像中．但不影响数据的正常使用和价值．且不能被人的视觉系统所察觉。水印的嵌人借助于算法进行实现．而且用嵌入的逆算法，可以提取水印。被嵌入的数字水印种类很多

3、，本文介绍的水印是二值图像，具有较强的现实意义。二、数字水印系统的实现(一)水印的嵌入算法数字水印技术的关键在于如何处理签字信号的鲁棒性、不可感知性、以及所嵌人的数据量大小这三者之间的关系。判断其算法优劣的一般衡量准则为：对于主信号发生的部分失真，签字信号是否具备一定的鲁棒性。对于有意或无意的窃取、干扰或去除操作．签字信号是否具备一定的“抵抗”能力。从而保证隐藏信息的安全可靠和完整性。箍字信号的嵌人是否严重降低了主信号的感知效果以及数据嵌入量的大小。常见的数字水印算法有：最低有效位算法(塔B)；文档结构御嗣方法；

4、将水印设计成一种抖动矩阵的形式：Patchwork方法(基于统计的数据水印嵌入方案)；纹理块映射编码方法，仅适于具有大量任意纹理区域的图像．而且尚不能完全自动完成；频率域数字水印方法(类似扩频通信的技术来隐藏数据的方法．技术可以抗击有损压缩编码和其他一些具有信号失真的数据处理过程)等。现在多数水印系统都在变换域中进行处理。采用小渡分析．算法的鲁棒性更强．水印信息量相比也更大。假设待嵌入二值图像水印的原始图像大小为2mNxx2ⅢNv．水印图像的大小为2Nx×2晰(M=2)，水印嵌入算法步骤如下：1．嵌^水印的原始图

5、像进行两缀小渡分解．得到不同分辨率级别下的细节子图cDj+1∞，cDj十l”，cDj+1”(j卸，1)(分别代表i+1分辨率级别下的水平方向、垂直方向和对角线方向的三个细节子圉、和一个逼近子图cA2。2，将每个细节子图分割成互不重叠的大小皆是Nx×Nv的细节子网块cDi+l∞，cDi+1，p．cDi+1．i∞=1．2，2m一2i)。3．基于稳健性考虑．希望图像水印的统计特性类似白噪声．即均值为O．所以在嵌人水印之前．首先将水印图像中O和1变【收稿日期】2006一02一02【作者简介l舒云星(1962一)，男，洛阳

6、工业高等专科学校教授。成一l和+l，然后对水印图像进行一次小波分解得到三个细节于图w(h)，w(v)．w(d)和一个逼近子图w(c丑)(皆为大小是Nx×Ny的子图)。4．为增强嵌入水印信息的稳健性和不可见性．可利用图像多分辨率技术．相同分辨率层次的数字水印嵌入对应的相同分辨率层次的原始静态图像之中，水印嵌人算法公式如下：cDi+1．io岵eDi+l，j㈨+仅×w“cDi+1．i【蛙cDi+1，ifv)+似w”cDi+1．i∞=cDi“，i(d)+似wⅫ其中，d为对应的加权因子．用于控制嵌入水印强度。俚取值大，鲁棒

7、性好，不可见性差；反之．俚取值小，不可见性好．但稳健性差。5．通过对嵌入水印后的系数进行重构．即nf获得加水印后的图像．(二)MA丁LAB与数宇图像MATLAB是一款功能强大的科学与工程计算的软件工具，其中的图像处理工具包是由一系列支持图像处理操作的函数组成的，所支持的图像处理操作有：几何操作、区域操作和块操作；线性滤波和滤波器设计；变换(DCT变换)；图像分析和增强；二值图像操作等。本系统主要使用函数有：单尺度二维离散小波变换：dwt20；多尺度二维小渡分解：wavdec20；单尺度逆二维离散小波分析：idwt

8、20；多尺度二维小渡重构：wa—verec20；对二维小渡系数进行单支重构：wrcoel20；对二维小渡分解的直接重构：upcoe啦0；RGB图像转换为灰度图像函数：唱b2舯yo，I=ind29my毋G助，其作用是将真彩色图像RcB转换为灰度图像I；函数RGB2IND0，将RGB图像转换为索引图像；将图像转换为二进制图像：inl2bwn：从灰度图像产生索引图像函数：胂ys