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1、第27卷第5期佳木斯大学学报(自然科学版)Vol.27No.52009年09月JournalofJiamusiUniversity(NaturalScienceEdition)Sep.2009文章编号:1008-1402(2009)05-0686-03一种基于DWT的数字水印新算法杨春风,张贵仓,吕宝成,朱贤坤(西北师范大学数学与信息科学学院,甘肃兰州730070)摘要:提出了基于DWT与迭代混合的图像水印算法,在小波变换的高频子带应用迭代混合技术嵌入灰度图像作为水印.仿真实验结
2、果表明本文所提出的水印算法对于剪切和添加噪声等攻击具有较好的抵抗能力,是迭代混合技术在数字水印方面的一个成功应用.关键词:数字水印;小波变换;迭代混合中图分类号:TP391文献标识码:A利用迭代混合方法进行图像隐藏的思想,并且给出0引言了数字图像混合的定义:若F与G分别表示尺寸为近年来数字水印技术研究取得了很大进展,并MN的数字图像,为满足0!!1的任一实且相继有一系列优秀的数字水印算法问世.然而,数,则称现有的数字水印算法大都是在载体图像中嵌入一S=F+(1-)G(1)些二进制序列或者是二值图像作为
3、水印的,也就是为数字图像F和G的混合.说水印的嵌入容量还是一个亟待解决的问题.迭代文献[1]中也给出了迭代混合的定义:设F与[1]混合技术就是在视觉允许的范围内选取尽可能G分别表示尺寸为MN的数字图像,{i
4、0!i小的混合参数,将一幅图像隐藏在与其尽可能相像!1,i=1,2,∀,n}为给定的n个实数,对数字图的载体图像中,以便于最大程度地保证恢复图像质像F和G进行1混合得量的一种技术.该技术是信息隐藏领域的一个重要理论.迭代混合与数字水印是信息隐藏领域的两个S1=1F+(1-1)G(2)分支,都是描述将隐秘信息嵌入
5、到伪装载体中,进将数字图像F和S1进行2混合,得而使所传送的信息不可察觉的技术.因此文献[1]S2=2F+(1-2)S1(3)中所提出的图像迭代混合思想完全可以应用到数依次进行混合得字水印技术中,文献[2]也同样将该方法应用于图Sn=nF+(1-n)Sn-1(4)像隐藏,但是,在文献[1,2]中,都只是在在空域中则数字图像Sn称为图像F和G的关于i的n重迭对图像的简单隐藏.而变换域方法是研究图像处理代混合.的一个常用的而同时又非常有效的方法之一,常见的变换域方法主要有傅里叶变换、离散小波变换以2基于DWT与迭代混
6、合的水印嵌入算法及离散余弦变换等.本文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2.1算法设计灰度水印图像嵌入到原始载体图像中,一方面可以达到较好的不可见性,更重要的是,大大提高了数为了充分考虑水印的安全性,本文首先对水印字水印的嵌入容量.图像进行Arnold置乱变换预处理,另一方面,为了充分考虑数字水印的不可见性,本文选择在原始图1数字图像的迭代混合像离散小波变换域的最高频子带HH1进行水印的文献[1]在研究信息隐藏技术时提出了一种嵌入.基于这种思想的水印嵌入模型如图1所示.收稿日期:2009-0
7、8-24基金项目:西北师范大学青年教师基金项目(NWNU-LKQN-08-3).作者简介:杨春风(1973-),女,甘肃靖远人,西北师范大学讲师,硕士.第5期杨春风,等:一种基于DWT的数字水印新算法687解,选取最高频子带HH1作为嵌入位置;2.2水印嵌入算法*Step3将置乱后的水印图像W迭代n次嵌Step1对水印图像W进行k次Arnold置乱变入到高频子带HH1中;*换,得到W;Step4迭代嵌入水印后对小波系数进行重*Step2对原始图像F进行一级离散小波分构,进行小波逆变换,得到嵌入水印后的图像F.图1水
8、印嵌入模型2.3水印提取算法3.1水印嵌入和提取实验水印的提取是嵌入的逆过程,步骤如下:本文以8位灰度图像Lena(512512)作为原*Step1对原始图像F及含水印图像F分别进始载体图像,选取灰度图像cameraman(256256)行一级小波分解,分别提取其最高频子带HH1和作为水印图像,水印图像W的Arnold置乱次数为k*HH1.=10,原始图像进行一级Haar小波分解,迭代混合Step2根据式(4)求出恢复表达式:参数分别为:迭代次数n=3,迭代因子1=0.5,Sn-1=(Sn-nF)(1-)(5)
9、2=0.6,3=0.7,对水印的嵌入、提取和攻击进重复使用(5)式,代入不同的n及n等参数,行了测试实验.利用峰值信噪比PSNR(PeakSignal*对HH1子带中的水印图像进行恢复.-to-NoiseRatio)作为水印图像的客观评价标准,Step3对求出的水印图
