基于迭代混合的双重鲁棒数字水印new

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1、万方数据2012年第33卷1月第l期郑州大学学报(工学版)Journalofzhe“gzhouuniversity(E“gineeringscience)文章确号：1671—6833(201210l一0117—04Jan．2012VoL33No．1基于迭代混合的双重鲁棒数字水印耿芸，张贵仓(西北师范大学数学与信息科学学院，甘肃兰州730070)摘要：在变换域添加的数字水印一般在具有较高鲁棒性的情况下，嵌入容量都比较小．为了提高数字水卸的鲁棒性和嵌入信息量，采用在不同变换城添加枝重数字水印的方法．在DcT域粟用修改DcT系数的方法添加了二值水印，而在DwT域采用迭代混合技术添加了灰度

2、图像以提高水印容量和鲁棒性．实验结果表面，这一算法对JPEG压缩．剪切，加噪都具有较好的鲁棒性，很好地实现了数字水印鲁棒性和大容量的统一．关键词：双重数字水印技术；速代混合；离散余弦变换(DcT)；鲁棒性水印；变换域中田分类号：TP309．7文献标志码：Adoi：lO．3969．“．issn．1671—6833．2012．01．029O引亩1迭代混合思想信息技术的发展为社会带来了革命性的变化．多媒体技术为现在的研究带来了新的挑战和机遇⋯，所以如何进行数字产品版权保护、确保信息安全已成为现代产权保护和认证的核心问题．而数字水印技术已经成为人们处理这类问题的一种主要手段’2。．变换域数

3、字水印的优点是嵌入的水印信号能量可以分布到空间域的所有像素中，该特点有利于保证水印的透明性和鲁棒性，同时还能与国际数据压缩标准兼容，是目前发展较为成熟的数字永印技术¨1．变换域双重数字水印技术是众多数字水印技术中的一种，它的特点在予它在一幅数字图像里同时嵌入两重水印，有效地提高了被嵌入的数字水印所含的信息量和鲁棒性¨J．迭代混合是利用人类的视觉特性，将一幅图像嵌入到另一幅图像之中，通过调节嵌入系数达到被嵌入图像的不可见性．在小波变换的基础上使用迭代混合数字图像隐藏方法，可以有效地提高隐藏图像的安全性和抗攻击能力．同时迭代混合具有较大的信息隐藏容量，并且也可以将其应用到数字水印技术中

4、¨o．结合DwT和DcT域数字水印的优点，笔者在DwT域采用迭代混合技术来实现第一重灰度图像水印的嵌入，而在DcT域嵌入一个二值水印，从而较大地提高了水印的鲁棒性和信息量．文献[6]在研究信息隐藏技术时提出了一种用迭代混合将图像隐藏在载体中的方法，并且给出了迭代混合的定义．若数字图像A和数字图像日的大小分别为M×Ⅳ，若a是满足0≤Ⅱ≤1的任意实数，则称S=Ao+(1一o)B(1)为数字图像A和B的。混合．设^和曰分别表示尺寸为M×Ⅳ的数字图像，{o≤口。≤l，江1，2，⋯，n}为给定的n个实数，对数字图像A和B进行n，混合得Sl=^n1+(1—81)B，(2)将数字图像A和s，进行

5、n：混合得52=An2+(1一。2)Jsl，(3)依次进行混合得S。=An。+(1一口。)S。一，，(4)则数字图像Js。称为图像月和曰的关于o，的n重迭代混合．2嵌入及提取算法2．1水印图像置乱如果给定的原始水印是具有特定意义的文本或图像，因相邻像素具有相关性，若提取算法被人知晓，攻击者很容易得到水印信息，所以在嵌入水收稿日期：2011—09一08；修订日期：2011—11一14基金项目：国家教育部重点科学技术资助项目(20413)；甘肃省科技攻关计划资助项目(2Gs035一A052一011)作者简介：耿芸(1981一)，女，硕士，主要从事信息隐藏与数字水印研究．通信作者：张贵仓

6、(1964一)，西北师范大学教授，博士，主要从事计算机图形学和图像工程等研究，E—mail：zhan髂e@nwnu．edu．cn．万方数据118郑州大学学报(-T学版)2012年印之前应进行预处理，使得水印信息能量分散，消除信息中相邻像素的相关性，提高数字水印的鲁棒性．笔者采用Arnold变换作为水印嵌入的预处理方法．Arnold变换具有周期性，即当置乱到某一步时，将重新得到原始图像．Arnold算法易于实现，其置乱次数可作为水印系统的密钥(Key)，从而增强系统的安全性和保密性；同时该算法实现的置乱可克服随机置乱的不可恢复性．置乱水印的解密算法即上述加密过程的逆过程．因此将灰度水

7、印图像Erf0增(256×256)形。(如图l(b))和二值水印图像(32×32)形：(如图l(c))进行置乱分别为彤i和时．taJ载体图c【b)第一重水印Ⅳ．图l载体图和水印图西北师大‘c)第二重水印瞰Fig．1ThecoverimageandwatermarkiⅡgimage2．2第一重灰度图像水印的嵌入笔者选取离散小波变换的方法，应用迭代混合的思想进行水印算法的研究，将灰度水印图像嵌入到原始载体图像中，以达到较好的不可见性，更重要的是可以大大提高数字水印的嵌入容