基于電子水印在圖像保護(hù)上的研究

呂岳海

摘 要：在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代，圖像原始信息及版權(quán)的保護(hù)顯得尤為重要。本文將信息隱藏與數(shù)字水印技術(shù)相結(jié)合，利用haar小波變換將特定的信息嵌入到圖像中，以達(dá)到標(biāo)識(shí)及版權(quán)保護(hù)等目的。本文使用剪切、壓縮的攻擊手段驗(yàn)證了數(shù)字電子水印的可靠性。

關(guān)鍵詞：haar函數(shù);小波變換;數(shù)字電子水印

在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的今天，人們經(jīng)常通過PS等技術(shù)手段對(duì)一些圖形圖像進(jìn)行加工變化，使得原圖像內(nèi)的信息發(fā)生變化。為了對(duì)原圖像信息加以保護(hù)，我們通常會(huì)采用數(shù)字電子水印技術(shù)^[1]。

一、haar小波函數(shù)

原圖像經(jīng)過haar函數(shù)小波變換后，被分解成1個(gè)低頻部分和3個(gè)高頻部分。根據(jù)高頻的變化量在低頻部分嵌入特定格式的“0”“1”數(shù)據(jù)就可以使原圖像的信息得到保護(hù)^[2]。

函數(shù)公式如下所示：

二、電子水印

對(duì)于原圖像，可嵌入最多比特?cái)?shù)目為。N為圖像總像素。

對(duì)已嵌入了電子水印的圖像進(jìn)行水印提取時(shí)，根據(jù)小波系數(shù)為奇偶數(shù)的不同，提取出來的信息分別為“1”或“0”。

提取效果用det_y來進(jìn)行評(píng)價(jià)^[2]。

ξ為嵌入電子水印的總數(shù);s_y為電子水印信息。

三、電子水印2bits一種類信息的嵌入

嵌入的電子水印由以前的1比特信息“0、1”改為2比特的信息“00、01、10、11”。

四、電子水印的可靠性驗(yàn)證

嵌入的電子水印比特量越多，提取出的信息就越完整。但是嵌入過多比特量的電子水印后會(huì)對(duì)圖像畫質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。

當(dāng)對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)字電子水印嵌入的時(shí)候，發(fā)生了錯(cuò)誤的情況時(shí)，采用漢明碼進(jìn)行修正。

本文通過對(duì)3幅圖像分別嵌入多種比特量的電子水印后，通過PSNR來對(duì)畫質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。PSNR的基準(zhǔn)值為30db。

（一）圖像被剪切后電子水印的提取

（二）圖像被壓縮后電子水印的提取

（三）嵌入電子水印后圖像的畫質(zhì)

下表中的嵌入水印率為PSNR基準(zhǔn)值以上時(shí)的最大值。

結(jié)論

由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，通過新型嵌入方法能夠?qū)υ紙D像起到有效地信息保護(hù)作用。并且，根據(jù)多幅圖像的驗(yàn)證，加入了69%以下的電子水印時(shí)，不會(huì)對(duì)圖像畫質(zhì)產(chǎn)生不良影響。

參考文獻(xiàn)

[1] N.F.Johnson，S.Jajodia.ExploringSteganography：SeeingtheUnseen.IEEEComputer，1998，31（2）：26-34.

[2] 王炳錫，陳琦，鄧峰森.數(shù)字水印技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2003.