分数阶微积分在数字水印中的应用研究new

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第18卷．第期计算机技术与发展Vol_l8NO．102008年l0月O3MP~N、ERTECHNClL(XYANDDEVEIOPMENTOct．2008分数阶微积分在数字水印中的应用研究万晶晶，于盛林(南京航空航天大学自动化学院，江苏南京210016)摘要：提出并实现了基于分数阶微积分运算的数字水印系统模型。将分数阶微积分运算阶次作为水印嵌入与提取的密钥，嵌人的水印能够获得好的不可感知性。在信息提取端，如果不知道确切的分数阶微积分运算阶次，将无法完成水印信息的提取，从而保证

2、了发送者与合法接收者之间通信的有效保密性。利用Matlab进行计算机仿真实验证实了基于分数阶微积分运算的数字水印系统的有效性与可行性。关键词：数字水印；分数阶微积分；数字图像；Matlab中图分类号：TP393．08文献标识码：A文章编号：1673—629X(2oo8)1O一0139—04ApplicationofFractionalCalculusinDigitalWatermarkingWANjing-jing，YUSheng—lin(CoHegeofAutomationEngineering，NanjingUniv

3、ersityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Afractionalcalculus—baseddigitalwatermarkingsystemmodelisproposedandrealized．UsingthefractionalcalculusoperationsordervaSthekeyofwatermarkingembeddingandextraction．andtheembeddedwatermarkingisgoodati

4、nvisible．Aleuttheinformationextractionside，ifwedonotknowtheexactfractionalcalculuscomputingorder，itwillbeimpossibletocompletewatermarkingextrac—tion．thusensuringtheeffectiveandconfidentialcommunicationbetweenthesenderandthelegitimatereceiver．UsingMaflabt0executec

5、omputersimulationconfirmedthatthefractionalcalculus—baseddigitalwatermarkingsystemiseffectiveandfeasible．Keywords：digitalwatermarking；fractionalcalculus；d~italimages；Matlab0引言化，因此攻击者只需简单地删除图像低位数据或者对随着多媒体技术和网络技术的迅速发展与广泛应数字图像进行某种变换就可将水印信息移除或破坏用，对多媒体数字产品的版权保护已成为迫切需要

6、解掉。尽管如此，LSB算法具有实现简单，隐藏数据量决的问题。传统的加密技术已经不足以解决问题，而较大这两项突出优点。另有一种技术称为Patchwork数字水印技术在这方面显示出了巨大的潜力。数字水算法‘2』，它是将原始图像分为A，B两个子集，对两个印算法将一个版权识别代码序列(水印信号)嵌人到图子集中的像素值分别增加和减少一个相同的调整量，像(空域或变换域)中，利用它可以跟踪数字产品拷贝在水印的检测过程中通过比较两个子集的均值即可判的非法销售和使用。断水印的有无。该算法在检测过程中不使用原始图根据实现的过程，图像水印算法

7、可分为空域和变像，同时隐蔽性较好，对JPEG有损压缩，滤波等操作换域两类方法。具有较好的抵抗能力。还有一种算法称为纹理块映射空域算法通过直接改变原始图像的像素值嵌入水编码算法L2J，该算法是通过将一个图像纹理块拷贝到印，其中最典型的是最低有效位(1eastsignificantbit同一幅图中具有相似纹理的另一区域来嵌入水印，然LSB)方法⋯，该算法是将水印序列嵌入原始图像的每后计算自相关性检测水印。该算法具有很高的稳健个像素值的最低有效位中。LSB算法的稳健性和安全性，但仅适用于具有大量相似纹理的图像，而且需要性较弱，

8、这是由于图像的低位数据是极易改变的，简单人工干预。的数字图像处理或图像变换就会导致低位数据的变变换域算法是在某些变换系数中嵌入水印。这类技术一般是基于常用的局部或全局的图像变换，如离收稿日期：2008—01一O6‘散余弦变换(DiscreteCosineTransform，D()、离散小作者简介：万晶晶(1983一)