基于HVS和小波变换的彩色图像水印算法

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1、叠凄夔惑豳耋羹耋囊錾豳豳豳蹩邈鋈隧：!竺璺鱼呈呈翌竺呈堂皇塑旦呈!!塑竺堕竺!!堕!皇!垒!仝!旦型万方数据基于HVS和小波变换的彩色图像水印算法汤晓明，王丽君(辽宁科技大学软件学院，辽宁鞍山114051)摘要：提出了一种将彩色水印图像嵌入到原始彩色图像中的数字水印算法。该算法对水印的加密采取了Arnold结合矩阵变换的方法j并利用人类视觉系统特性，将水印信息嵌入到载体图像多级小波分解后的中低频奇数行奇数列系数中。实验结果表明，该算法在对嵌入水印后的图像进行剪切、不规则色块污染、添加各种噪声等处理后，提取的水印表现出良好的鲁棒性，且主观视觉失真较小。关键词：彩色数字水印；人类

2、视觉系统；小波变换中图分类号：TP309．2文献标识码：A文章编号：1674—7720(2010110—0049—04DigitalwatermarkingalgorithmforcolorimagesbasedonHVSandDWTTANGXiaoMing，WANGLiJun(CollegeofSoftwareEngineering，LiaoningUniversityofScienceandTechnology，Anshan114051，China)Abstract：Adigitalwatermarkalgorithmbyembeddingacolordigitalwat

3、ermarkintoanoriginalcolorimagewasdiscussed．Thealgorithminsertedthewatermarksintothemiddle—lowfrequenysubbandsinoddrowsandcolumnsafterDWTaccordingtoHVS，Themethodwastestedwithattackssuchascropping，pollutingandnoiseadding，obtainingresultsofgoodrobustnessandlOWvisualdistortion．Keywords：colordig

4、italwatermark；HVS；DWT目前数字水印技术已成为解决媒体版权保护问题的有效方法。在实际应用中，彩色图像占主导地位，因此．研究彩色图像的数字水印技术更具有现实意义，这就促使了彩色数字水印算法的产生。参考文献[11提出了一种将彩色数字水印图像嵌入到原始彩色数字图像中的算法，通过将水印多次嵌入到DWT变换后相应的频段来增强鲁棒性。本文则提出了一种新的嵌入思想，将水印嵌入到载体图像多级小波分解后的中低频奇数行奇数列系数中。1人类视觉系统对于图像来说，人类视觉系统HVS(HumanVisu审System)的主要特性一般表现在3个方面：亮度特性、频域特性和图像类型特性。其

5、中，亮度特性是HVS特性中最基本的一种。一般来说，人眼对于高亮度的区域所附加的噪声敏感性较小，这就意味着，如果图像的背景亮度越高，它所能嵌入的附加信息就越多。对于频域特性来说，如果将图像从空域变换到频域，那仫，频率越高，人眼的分辨能力就越低；频率越低，人眼的分辨能力就越高，即人眼对高频的内容其敏感性较低。从图像类型特性来说，图像可分为大块平滑区域和纹理密集区域，《微型机与应用》2010年第10期HVS对于平滑区域的敏感性要远高于纹理密集区域，也就是说，图像中的纹理越密集，其所能嵌入的信息就越多。HVS对于不同的颜色敏感性也各有不同，该特性对于彩色图像的数字水印研究很有意义。对

6、于彩色图像来说，其每一个像素都可分为R、G、B三种基色，在向彩色图像嵌入水印时，根据人跟对不同颜色的敏感性的不同调整水印的嵌入能量，使嵌入水印后的图像有较好的质量。从亮度方程Y=O．299R+0．587G+0．114B可知，人眼对于各种颜色的敏感性不同，其中，人眼对于绿色(G)最为敏感，对于红色(R)其次，对于蓝色(日)最不敏感。可见，在向彩色图像的不同基色中嵌入水印信息时，可依据人眼视觉系统对颜色的感知特性来调整水印的加权系数。实验表明，当加权比例选取为R：G：B=2：1：4时，对于保证图像质量最为有利[21。2彩色图像数字水印的嵌入算法2．1水印图像处理本文针对彩色图像的

7、水印嵌入，不仅原始图像是彩色的，而且水印也采用彩色图像。对于彩色水印(形)的置乱采取如下方法进行。(1)将彩色水印图像形进行三色分离，分解为％、欢迎网上投稿www．pcachina．com49万方数据ii壁毽童豳醴遗塑基瞳竺：堕旦坠堕业!!型竺型堕!呈型型W。、W8三个基色分量；．(2)对Wj、W。、Wj进行m次Arnold变换，m为变换的次数。Amold变换俗称“猫脸变换”(catmapping)I引，它具有环形自同构的特性。简单地讲，就是Arnold变换具有周期性，即通过对目标图像进行若干次迭代变换