基于contourlet变换的稳健性图像水印算法

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1、第27卷第4期通信学报Vol.27No.42006年4月JournalonCommunicationsApril2006基于Contourlet变换的稳健性图像水印算法李海峰，宋巍巍，王树勋（吉林大学通信与工程学院，吉林长春130022）摘要：提出了基于Contourlet变换的数字图像水印算法。与小波变换不同的是，Contourlet变换采用类似于线段（contoursegment）的基得到一种多分辨、局部化、方向性的图像表示。水印信号通过基于内容的乘性方案加载到Contourlet变换系数。在采用零均值广义高斯分布拟合Contourlet变换系数的基础上，提出采用极大似然估计实现水印的盲检

2、测。依据Neyman-Pearson准则，在给定虚警率的情况下对判决准则进行了优化。实验结果表明在保证水印隐蔽性的前提下，水印对常见的信号处理手段以及几何变换具有很好的稳健性。关键词：数字水印；Contourlet变换；广义高斯分布；极大似然检测；Neyman-Pearson准则中图分类号：TN911文献标识码：A文章编号：1000-436X(2006)04-0087-08RobustimagewatermarkingalgorithmbasedoncontourlettransformLIHai-feng,SONGWei-wei,WANGShu-xun(CollegeofCommunicat

3、ionandEngineering,JilinUniversity,Changchun130022,China)Abstract:AnovelrobustwatermarkingalgorithminContourletdomainwasproposed.TheContourlettransformwasadoptedbyvirtualofitsadvantagesoverthewavelettransform.Aflexiblemultiresolution,local,anddirectionalimageexpansionwasobtainedusingcontoursegments.T

4、hewatermarkwasinsertedthroughcontent-adaptivemultiplicativeembedding.TheContourletcoefficientsweremodeledasgeneralizedGaussiandistribution(GGD)withzeromean.Thenthemaximumlikelihoodwatermarkdetectionmethodwasdeveloped.UndertheNeyman-Pearsoncriterion,thedecisionrulewasoptimizedbyminimizingtheprobabili

5、tyofmissingthewatermarkforagivenfalsedetectionrate.Experimentalresultsdemonstratethattheproposedalgorithmisinvisible,androbusttosignalprocessing.Keywords:digitalwatermarking;Contourlettransform;generalizedGaussiandistribution;maximum-likelihooddetec-tion;Neyman-Pearsoncriterion[1,2]检测判断水印存在与否。基本原理阐述

6、如下：计1引言算可疑作品与水印信号之间的相关系数，通过事先数字水印技术是近年来信号处理和信息安全设定的阈值T判断可疑作品中是否存在相应的水领域的研究热点之一，其核心是在不影响数据可用印。一个典型的水印相关检测器由两部分构成：相性的前提下把不可移除的水印信号嵌入在待保护关系数的计算和判决阈值的确定，如图1所示。可的原始信号中。水印信号可以完整地、正确地提取疑作品Iˆ与原始水印W之间的相关系数的计算公或检测出来，以解决所有权纠纷、盗版跟踪等问题。式如式(1)常见的图像水印算法将水印信号镶嵌在图像变换1NrI=corr(,ˆWI)(=∑ˆi)W(i)(1)（DCT、DFT和DWT等）后的系数中，利用

7、相关Ni=1收稿日期：2005-08-25；修回日期：2005-12-22·88·通信学报第27卷32−[7]OM((log)M)。由于二维小波是由一维小波张成的可分离小波只具有有限的方向，即水平、垂直、对角，方向性的缺乏使得小波变换不能充分利用图像本身的几何正则性。图2刻画了Wavelet与Contourlet的不同。图1数字水印相关检测器可以证明，当嵌入水印的变换系数服从高斯分布时，基于相关的