基于hvs的彩色图像水印视觉不可感知性评价方法

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1、第2期杨红梅等：基于HVS的彩色图像水印视觉不可感知性评价方法·101·基于HVS的彩色图像水印视觉不可感知性评价方法杨红梅，梁永全，刘连山，纪淑娟(山东科技大学信息科学与工程学院，山东青岛266510)摘要：水印的视觉不可感知性反映了水印化图像的保真程度。分析了人类视觉对频率、亮度、纹理以及色彩的掩蔽，以Watson的灰度图像DCT域JND（justnoticeabledifferences）值计算模型为基础，再结合色彩对视觉的掩蔽，给出彩色图像JNCD（justnoticeablecolordifferences）值计算方法，计算出图像中不同成份的视觉掩蔽权值，给出一个基于这些权值的彩色

2、图像水印不可感知性评价模型，即CPSNR（colorimagepeaksignaltonoiseratio）。实验证明，CPSNR的判定结果与人眼的视觉感知结果一致，可用于对水印算法进行不可感知性性能评价。关键词：数字水印；彩色图像；不可感知性评价；峰值信噪比中图分类号：TP391文献标识码：B文章编号：1000-436X(2008)02-0095-06HVS-basedimperceptibilitymeasureofwatermarkinwatermarkedcolorimageYANGHong-mei,LIANGYong-quan,LIULian-shan,JIShu-juan(Col

3、legeofInformationScienceandEngineering,ShandongUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266510,China)Abstract:Imperceptibilityofembeddeddigitalwatermarkreflectsthefidelityofwatermarkedimage.Themaskingoffrequency,luminance,textureandcoloronhumanvisionwereanalyzed.BasedonthecolormaskingandWatson’sJND(

4、justnoticeabledifferences)model,acalculationmethodofJNCD(justnoticeablecolordifferences)forcolorimagewasproposed.ThenthemaskingweightforeachelementofcolorimagewascalculatedusingtheJNCD.Anewimperceptibilitymeasureofwatermarkinwatermarkedcolorimagewasproposedbasedonthesemaskingweights,i.e.CPSNR(color

5、imagepeaksignaltonoiseratio).ExperimentalresultsshowthatthequalityofwatermarkedcolorimagecalculatedbyCPSNRisthesameastheresultjudgedbyhumanvision,andCPSNRcanbeusedtoevaluatetheimperceptibilityofwatermarkingmethods.Keywords:digitalwatermarking;colorimage;evaluationofimperceptibility;peaksignaltonois

6、eratio第2期杨红梅等：基于HVS的彩色图像水印视觉不可感知性评价方法·101·1引言收稿日期：2007-03-13；修回日期：2007-12-30基金项目：国家自然科学基金资助项目(70371052)FoundationItem:TheNationalNaturalScienceFoundationofChina(70371052)水印性能评价研究的滞后已严重阻碍了数字水印研究的进展[1]。Kutter指出，公平地比较不同的水印算法，必须考虑图像的视觉降质。因此水印的不可感知性是衡量水印性能优劣的重要指标之一。目前常用的图像水印不可感知性客观评价方法是图像编码领域中常用的MSE、SNR

7、和PSNR评价模型。众所周知，这些方法并不适用于水印化图像的质量评价，用它们计算求得的结果常与人眼的视觉感知不一致。因此图像水印视觉不可感知性评价研究极为重要。第2期杨红梅等：基于HVS的彩色图像水印视觉不可感知性评价方法·101·文献[1]指出，公证地评价水印算法性能必须保证研究的方法在可比较的条件下进行，并针对这一问题提出了水印系统的评价程序，对水印研究具有一定的指导作用。文献[2]在DCT域AC系数拉普