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一種DWT域基于IFS的數(shù)字水印算法
摘要：提出了一種小波域基于迭代函數(shù)系(IFS)的雙重?cái)?shù)字水印算法。即將水印信息通過IFS變換為自相似水印分形圖，利用拉普拉斯圖像邊緣檢測的方法將水印信息嵌入小波域低頻逼近系數(shù)中。實(shí)驗(yàn)證明該算法具有很好的魯棒性，同時(shí)保證了水印的不可見性。關(guān)鍵詞：數(shù)字水印 JPEC2000 小波變換 迭代函數(shù)系
隨著多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展與廣泛應(yīng)用，數(shù)字化媒體(如數(shù)字圖像、數(shù)字視頻和音頻等)的傳輸和獲取變得越來越便捷，一方面促進(jìn)了人類信息的共享，推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步，而另一方面由于其極易復(fù)制且復(fù)制后的媒體質(zhì)量與原版幾乎沒有差異，因此也帶來了數(shù)字多媒體的版權(quán)問題。數(shù)字水印技術(shù)作為版權(quán)保護(hù)的重要手段而得到了廣泛的研究和應(yīng)用。
現(xiàn)有圖像數(shù)字水印算法基本上可分為兩類：空間域方法和變換域方法�？沼蚍ㄍㄟ^直接改變圖像某些像素的灰度值來嵌入水印，如LSB、擴(kuò)展頻譜[1]等；而變換域方法先把圖像做某種變換，例如DCT、DWT，然后通過改變某些變換系數(shù)嵌入水印[2,3]。隨著JPEG2000和MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的建立，目前大量的數(shù)字水印技術(shù)研究集中在DWT域，因?yàn)樵贒WT域嵌入水印可以提高水印對最新圖像壓縮處理的攻擊。但是在DWT域嵌入水印也有其弱點(diǎn)，例如抵抗縮放等幾何形變攻擊能力較弱。文獻(xiàn)[4]介紹了一種基于IFS (Iterated Function System)的可以抵抗幾何形變的空域數(shù)字水印方法。此方法的缺點(diǎn)是嵌入的水印信息只能是英文字母，而且對部分字母識(shí)別能力較差，水印抵抗JPEG壓縮攻擊的能力較弱。本文采用具有實(shí)際意義的漢字和二值圖像作為水印，利用IFS生成可抵抗幾何形變的雙重?cái)?shù)字水印信息，并且嵌入DWT域低頻區(qū)域系數(shù)矩陣，以提高其抵抗常見圖像處理攻擊的能力。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，該方法對常見的攻擊有較好的魯棒性，同時(shí)滿足了水印信息的不可見性。
1 水印的嵌入原理
1．1 自相似水印分形圖的生成
二維IFS是研究二維圖像分形壓縮和編碼的基礎(chǔ)，通過對圖像的旋轉(zhuǎn)、縮放和扭曲、反演等變成另一自相似圖像。將漢字水印信息轉(zhuǎn)化為自相似分形圖，也就是將漢字水印信息轉(zhuǎn)化為自相似水印分形圖的IFS變換參數(shù)。IFS的基本形式為：
其中θ、α、ι1、ι2、e、f分別為旋轉(zhuǎn)角度、扭曲角度、坐標(biāo)軸伸縮比例和平移參數(shù)。
漢字存儲(chǔ)編碼有區(qū)位碼和機(jī)內(nèi)碼。這里將區(qū)位碼轉(zhuǎn)化為IFS參數(shù)。常用漢字的區(qū)碼M范圍為16~55，定義映射F：M→θ
θ=F(M) ＝8×(M—15)＋4 (2)
(2)式是先將M轉(zhuǎn)化為1~40整數(shù)，編為6位二進(jìn)制編碼(000001)～(101000)，再在其后面添加(100)，則M對應(yīng)編碼為(000001100)～(101000100)。通過上述變換將漢字信息區(qū)碼轉(zhuǎn)化為仿射變換的旋轉(zhuǎn)角度，變換后θ的范圍是[12，324]。
又由于常用漢字的位碼N為1～94。定義映射G：N→[aa，bb]→[a，b]
[1] [2] [3] [4] [5]
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