徐淼

圖像數(shù)字水印算法是一種水印處理技術(shù)，其算法合理性直接影響水印不可見性、魯捧性、信噪比，研究算法的最終目的在于盡可能的保障不可見性、增強(qiáng)魯捧性，提高信噪比，以降低水印對原圖像感官像素的影響，提高其抵御攻擊能力。本次研究基于Matlab這款數(shù)字處理軟件，可實(shí)現(xiàn)的主要算法包括小波變換算法、Corpulent變換算法、鄰域均值算法，等。本文以軟件構(gòu)造一種基于人類視覺模型理論的自適應(yīng)水印算法，并進(jìn)行性能測試，結(jié)果顯示其不可見性優(yōu)越，相較于Corpulent變換算法魯棒性更高，抗剪切、縮放、濾波等常規(guī)攻擊能力較強(qiáng)，與鄰域均值算法性能基本相當(dāng)?！娟P(guān)鍵詞】Matlab 圖像數(shù)字水印 算法研究

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展，在方便人們生活工作的同時，也帶來了許多新問題，其中版權(quán)問題較為突出。圖像數(shù)字水印是一種保護(hù)數(shù)字多媒體產(chǎn)品版權(quán)的重要技術(shù)，被嵌入信息起到一種密碼效果，不可查或不可見，但通過專業(yè)的載體，算法可以進(jìn)行分辨，該技術(shù)為知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)提供了重要途徑。Matlab是一款美產(chǎn)商業(yè)數(shù)字軟件，應(yīng)用十分廣泛，本次研究基于Matlab軟件概述圖像數(shù)字水印算法。

1 Matlab中的圖像處理函數(shù)

Matlab作為一款商用數(shù)字軟件，功能強(qiáng)大，計算機(jī)語言強(qiáng)大，含有FFT、DCT、DWT等多種數(shù)字處理基本變換函數(shù)，處理速度快、算法簡便?？商幚戆?bmp/、.hdf、.jpeg等目前廣泛使用的圖像格式。數(shù)字水印算法一直是水印算法領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。Matlab下數(shù)字水印與其它數(shù)字水印并無明顯差異，通過特定的水印嵌入算法，實(shí)現(xiàn)對原數(shù)字圖像加載水印，或?qū)Ω鞣N圖像進(jìn)行處理，運(yùn)用數(shù)字水印檢測算法對水印的可靠性等綜合性能進(jìn)行評估，一般通過外界攻擊進(jìn)行測試。

2 Matlab下圖像數(shù)字水印算法的實(shí)現(xiàn)

以下就Matlab軟件構(gòu)造一種基于人類視覺模型理論的自適應(yīng)水印算法，并以Matlab軟件測試其性能。

2.1 水印信息的構(gòu)造

2.3 仿真實(shí)驗(yàn)

運(yùn)用Matlab圖像數(shù)字處理軟件，進(jìn)行水印算法仿真檢測。取圖像200個樣本，嚴(yán)格按照以上介紹的水印嵌入步驟，選擇中階區(qū)域?yàn)樗⌒蛄?，而后設(shè)置相關(guān)參數(shù)，載體大小為512×512，調(diào)節(jié)因子a、β分別為12.0、0.32，以Matlab圖像數(shù)字相關(guān)功能進(jìn)行水印嵌入，利用其自帶測試軟件檢測不可見性，效果良好，肉眼不可見。以JPEG格式存儲，分別進(jìn)行剪切、濾波、縮放等常規(guī)處理，并進(jìn)行水印序列檢測，結(jié)果顯示：50%壓縮，NC=0.93；10%椒鹽噪聲處理，NC=0.90；3×3濾波，NC=0.95；50%縮放，NC=0.85；30%剪切，NC=0.63。而常用的Corpulent變換算法，經(jīng)相同攻擊后NC分別為0.89、0.88、0.89、0.73、0.23，劣于本文算法。

3 小結(jié)

數(shù)字水印算法一直是水印算法領(lǐng)域研究熱點(diǎn)，隨著印刷技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，相關(guān)研究不斷深入，涉及領(lǐng)域愈加寬廣，開始涉及仿生學(xué)、生物、視覺模擬等領(lǐng)域，即給數(shù)字水印算法研究提供了新思路，也帶來了新的調(diào)整。本次研究中，所用的離散小波變換函數(shù)在數(shù)字水印領(lǐng)域應(yīng)用較廣，但仍存在易破解、魯棒性欠佳等缺陷。本文基于Matlab軟件，結(jié)合人類視覺模擬理念，引入開關(guān)函數(shù)，以篩選更符合人類視覺需要的嵌入強(qiáng)度，結(jié)果顯示新的算法嵌入水印不可見性非常優(yōu)越，對縮放、壓縮、中值濾波等常規(guī)攻擊抵御能力較好，對剪切也具有一定的抵御能力，這與引入的離散小波變換函數(shù)有關(guān)，應(yīng)注意的限于人類視覺模型固有缺陷，該算法抵御旋轉(zhuǎn)等視角變換類攻擊能力不足，相關(guān)研究有待進(jìn)一步深入。

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作者單位

武漢理工大學(xué) 信息工程學(xué)院 湖北省武漢市 430070endprint