基于小波變換的數(shù)字水印技術(shù)

1、基于小波變換的數(shù)字水印技術(shù)摘要：隨著多媒體技術(shù)與互連網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，基于數(shù)字水印技術(shù)的電子多媒體作品版權(quán)保護問題已成為信息科學領(lǐng)域的研究熱點，因此數(shù)字水印技術(shù)作為一種有效的多媒體版權(quán)保護技術(shù)受到越來越多的關(guān)注。文章著重介紹數(shù)字水印技術(shù)的發(fā)展背景、特點和小波變換理論。關(guān)鍵詞：數(shù)字水印小波變換數(shù)字圖像水印算法數(shù)字水印技術(shù)是20世紀90年代出現(xiàn)的一門嶄新的技術(shù)通過在數(shù)字產(chǎn)品中嵌入可感知或不可感知的信息證明數(shù)字產(chǎn)品的所有權(quán)或檢驗數(shù)字內(nèi)容的原始性。數(shù)字水印是用于解決知識產(chǎn)權(quán)保護問題、最具有潛力的多學科交叉技術(shù)，自1993年提出以來發(fā)展十分迅速，已經(jīng)受到國際學術(shù)界和企業(yè)界的高度關(guān)注。一、數(shù)字水印的概念所

2、謂數(shù)字水印技術(shù)，就是將一種特殊標志信息（偽隨機序列或可識別圖案文字）嵌入數(shù)字媒體，用以辨識數(shù)據(jù)的版權(quán)、合法使用者，從而認證或控制數(shù)據(jù)的使用。而利用數(shù)字水印進行多媒體信息的認證則是利用人類知覺系統(tǒng)的冗余，在不影響數(shù)字媒體的感官（視或聽）質(zhì)量的前提下，將與媒體內(nèi)容相關(guān)或不相關(guān)的標志信息作為水印直接嵌入媒體內(nèi)容中。這一過程并不影響原始多媒體數(shù)據(jù)的可用性，在檢查盜版行為時，可以從含水印的多媒體數(shù)據(jù)中提取出相關(guān)信息用以證明數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)，指證盜版行為。除此之外，數(shù)字水印還在真?zhèn)舞b別、隱蔽通信、標志隱含、電子身份認證等方面具有重要的應(yīng)用價值。二、數(shù)字水印的種類目前數(shù)字水印技術(shù)大體上可分為空域和變換域水印兩

3、大類。空域數(shù)字水印是通過改變空域像素灰度值來嵌入水印信息，如LSB(leastSignificantbits)嵌入。變換域數(shù)字水印則是將載體圖像變換到變換域，通過改變變換域系數(shù)來嵌入水印，如DCT(discretecosinetransform)域嵌入。當嵌入的水印信息比較多時，一般變換域水印要優(yōu)于空域水印算法。小波分析理論和方法是從Fourier分析演變而來的。小波變換以犧牲部分頻域定位性能來取得時?D頻局部性的折中，其不僅能提供較精確的時域定位，而且能提供較精確的頻域定位我們所面對的真實物理信號，更多地表現(xiàn)出非平穩(wěn)的特性，而小波變換恰恰是處理非平穩(wěn)信號的有力工具。三、小波變換的定義小波變換

4、指的是將某個基本的小波或者是母小波的函數(shù)進行位移到b點后，在不同的尺度a的情況下，和需要分析的信號作內(nèi)積。其中基本的小波函數(shù)是滿足基本條件的平方可積函數(shù)。因此，函數(shù)經(jīng)過平移和伸縮之后可以得到函數(shù)公式，(a#0),其中a、b代表的實數(shù)，a表示的是伸縮性因子或者是尺度的因子，在實際的工程中尺度的因子不能小于0；b代表的是平移性因子，b的數(shù)值正負均可以。當在設(shè)置為有限能量的信號時，小波變換的定義為和小波函數(shù)之間的內(nèi)積，其中a、b代表的是連續(xù)性的變量。根據(jù)S.Mallat塔式分解的算法，原始圖像在經(jīng)過小波分解處理之后，分割成了垂直方向、低頻環(huán)節(jié)、對角線的方向和水平方向這四個頻帶，而低頻環(huán)節(jié)還可以繼續(xù)分

5、解。四、一種基于小波的數(shù)字圖像水印算法1水印的嵌入算法原理：分別讀取原始圖像和二值水印圖像；對分塊進行DWT變換，具體用Haar小波函數(shù)對原圖像進行一維離散小波變換分解，得到4組系數(shù)矩陣，分別為近似小波低頻系數(shù)cA、水平細節(jié)高頻系數(shù)cH、垂直細節(jié)高頻系數(shù)cV和對角線細節(jié)高頻系數(shù)CD。這4組矩陣分別構(gòu)造出原始圖像的近似圖像和細節(jié)圖像；將水印信號嵌入小波低頻系數(shù)中。對低頻系數(shù)的保護比對高頻系數(shù)要好，因此，水印信號分量嵌入DWT域低頻系數(shù)具有足夠的穩(wěn)健性；將嵌入水印的圖像塊進行IDWT逆小波變換重構(gòu)圖像，再轉(zhuǎn)換成Uint8類型，獲含水印圖像。2水印的提取算法原理：讀取嵌入水印后的圖像并進行一級Haa

6、r小波變換；讀入原宿主圖像并進行一級Haar小波變換；對分塊進行DWT變換；對嵌入水印圖像分塊提取水??；將水印重新排序，并將提取的四幅水印相加，得到最后的提取水印。五、結(jié)語多媒體信息安全之中數(shù)字水印技術(shù)的建設(shè)，相當關(guān)鍵，正如上文所分析到的，隨著當前信息技術(shù)和計算機技術(shù)的不斷向前發(fā)展，不少行業(yè)開始自身的轉(zhuǎn)型，不斷邁向自動化和數(shù)字化的發(fā)展方向。綜上所述，本文系統(tǒng)地分析了當前現(xiàn)代化數(shù)字水印技術(shù)的基本情況和技術(shù)發(fā)展過程之中的核心問題，并從實際情況出發(fā)深入探討了今后應(yīng)該重點研究和解決的問題。參考文獻：1 金聰數(shù)字水印理論與技術(shù)M.北京：清華大學出版社,2008.2 柏森，胡中豫，吳樂華，等通信信息隱秘技術(shù)M.北京：國防工業(yè)出版社，2005.龔聲榮，劉純平，王強，等數(shù)字圖像處理與分析M.北京：清華大學出版社，2006.4李京兵，黃席旭一種基于DWT抗幾何攻