彩色图像数字水印嵌入和提取模型研究——基于DWT和DCT

意 攻 击 方 式 ， 个 算 法 能 否 对 有 损 压 缩 攻 击 有 很 好 的 表 现 一
第 ｍ 个 水 印 ｂｔ ， 是 可 调 整 的 强 度 系 数 。 ｉ值 ａ
在 很 大 程 度 上 决 定 了该 模 型 的应 用 前 景 。
至 此 ， 得 到 了 修 改 过 的 四 个 ＤＣ 系 数 集 合 Ｄ１ ， ３ 结 论 就 Ｔ １
（ 阳 师 范 学 院计 算 机 与信 息 技 术 学 院 ， 南 信 阳 ４ ４ ０ ） 信 河 ６ ０ ０
摘 要 ： ＤＣ 和 Ｄ Ｔ相 结 合 ， 出 了基 于 Ｄ Ｔ 和 Ｄ Ｔ 的 彩 色 图 像 版 权 保 护 数 字 水 印模 型 。 该 模 型 根 据 离散 小 将 Ｔ Ｗ 提 Ｗ Ｃ
Ｙ— Ｅｍｂ ｄ Ｘ ， ， ｙ 。 ｅ （ Ｗ Ｋｅ ）
Ｖ１ ｉｊ （，）一Ｉ ２ ，ｊ （ ｉ２ ）
Ｖｚ ｉｊ 一 Ｉ ２ ， ｊ １ （ ，） （ ｉ２＋ ）
Ｖ３ ｉｊ （， ）一Ｉ ２ ＋１，ｊ （ｉ ２） Ｖ４ ｉｊ 一Ｉ ２ ＋ １ ２ ＋ １ （ ，） （ ｉ ，ｊ ）
这 里 ｉ ０ １ ２ … ， ２ １ ｊ ０ １ ２ … ， ２ １ 一 ，，， Ｍ／ — ， 一 ， ， ， Ｎ／ — 。
Ｎｏ １ ， ０ １ ． ７ ２ １
现 代 商 贸 工 业 Ｍｏ ｅｎＢ ｓ ｅ ａｅＩｄ ｓ ｙ ｄ ｒ ｕｉ ｓ Ｔｒｄ ｕｔ ｎｓ ｎ ｒ
２ １ 年第 ｌ ０１ ７期
彩 色 图像 数 字 水 印嵌 入 和提 取 模 型研 究
一 — —
基 于 ＤＷ Ｔ 和 ＤＣＴ
宋俊 辉 鲁 骏
Ｙ 一 ０２９ ． ９ Ｒ＋ ０ ５ ７ ． ８ Ｇ＋ ０ １ ４ ． １ Ｂ。
可 见 ， 眼 对 蓝 光 的 感 觉 能 力 最 差 。 因 此 可 以 将 一 幅 人
Ｇ， 每 需 原 始 图 像 的 盲 提 取 技 术 己 成 为 数 字 水 印 研 究 中 的 焦 点 之 彩 色 图 像 Ｘ 分 解 成 红 绿 蓝 ３个 信 道 Ｒ， Ｂ， 个 信 道 都 是 它 具 有 更 加 广 阔 的 应 用 前 景 。 现 在 的 水 印 算 法 主 要 集 中 以 灰 度 形 式 表 现 的 ， 表 示 出 图 像 中像 素 点 所 包 含 的 原 色
本 文的水印 机制在 抵 抗 压 缩 方 面 比文 献 ［ ］ 法有 很 １算
大 的进 步。在压缩 因子为 ２ Ｏ时 ， 能 提 取 出 比 较 清 晰 的 水 仍 印 ， 文 献 机 制 提 取 出 的 水 印 已 经 很 模 糊 了 。 这 也 是 这 个 而
本 如果 ｗ ＝１ Ｄ （ ＜ 一Ｄ （ ， 且 ｉｍ） ｉｍ） 则交 换 ｚ ｍ］ ｉ ［ 中 和 水 印 机 制 最 大 的 特 点 ， 文 所 提 出 的 水 印 模 型 是 利 用 了 文
这 里 Ｄ （ 是 指 Ｄ 中选 出 的 水 印 嵌 入 系 数 集 合 中 的第 性 强 的 问题 ， 且 加 入 了 色 彩 通 道 选 择 ， 该 水 印 模 型 应 用 ｉｍ） ｉ 并 将 ｍ 位 的 值 。 同样 道 理 Ｄ （ 是 指 Ｄ 中 选 出 的 水 印 嵌 入 系 于 彩 色 图 像 领 域 实 验 结 果 表 明 ， 有 损 压 缩 、 声 、 波 ｉ ｍ） ｉ 在 噪 滤 数集合 中的第 ｍ位 的值 。
Ｄ １， ２ Ｄ３１， Ｄ４１。
颜 色 比例 自适 应 的选 择 所 占 比 例 较 高 的颜 色 分 量 作 为 水 印 嵌 入 通 道 ， 化 水 印 系统 。 优 （） 取 出 的 颜 色 分 量 进 行 Ｌ级 小 波 分 解 ， 最 高 分 解 ３对 把
层 的 低 频 子 图 Ｌ ｎ作 为 水 印 嵌 入 的 区 域 。 Ｌ （） 照 下 面 的 式 子 对 Ｌ 进 行 子 采 样 ， 到 四 幅 子 图 ４按 Ｉ 得
在 网络 技 术 快 速 发 展 的今 天 ， 字 信 息 的 版 权 保 护 问 数
题 ， 别 是 彩 色 图 像 版 权 保 护 问 题 是 摆 在 眼 前 ， 切 需 要 解 特 迫
决 的 问 题 ， 数 字 水 印 技 术 是 解 决 这 类 问 题 的 最 有 效 和 最 嵌 入 通 道 。 而
水印嵌入 算法描述 如下 ： 散 余 弦 变 化 ， 到 四个 Ｄ Ｔ 系 数 集 Ｄ１ Ｄ ， ３ Ｄ 。 得 Ｃ ， ２ Ｄ ， ４
（ ） 二 值 水 印 图 像 Ｗ 进 行 Ｌ ｇｓｉ混 沌 加 密 ， 成 一 １将 ｏｉ ｃ ｔ 形
（） ６ 选择 密钥 Ｋｅ ， 成一个随机序 列 Ｚ ｛ ｉ ） ， 中 ｙ生 － （， ） 其 ｊ
波 变 换 中低 频 子 图 的人 类 视 觉特 性 ， 自适 应 方 法 选 择 色彩 通 道 ， Ｌ ｇｓｉ 混 沌 加 密 方 法 预 处 理 数 字 水 印 的 图像 ， 离散 用 用 ｏｉ ｃ ｔ 在 小 渡 变 换 的低 频 域 进 行 离散 余 弦 变 换 的 去 相 关 性 ， 用 予 采 样 技 术 调 整 对 应 子 图 间 系数 的 大 小 相 对 性 ， 现 数 字 水 印 的 盲 且 实
ｄ Ｄ — Ｄ ， 当 Ｉ／ ａ ＜ ８时 做 以 下 修 改 工 作 ： ｉ—Ｄｉ ａ 为 有 损 压 缩 是 数 字 产 品 在 网 络 传 输 中 经 常 要 遇 到 的 一 种 无 — ｉ ｉ且 ｄ ｖ Ｊ Ｄｌ ＋
（ Ｗ 一 １ Ｖａ ２ Ｄ 一 Ｄ — ａ ２ ２ ） ／，ｊ ｉ （ Ｗ 一 １ Ｖａ ２ 其 中 ｗ｛ 是 ） ／， Ｉ １
度 和 ｗ 的 长 度 一 样 。
维 向 量 Ｗ ｘ 表 示 调 制 后 的 水 印 信 号 ） 其 中 ， 印 长 度 为 Ｎｗ （ ， 水 ｉ ∈ ｆ ， ， ， ｝ ｉ 作 为 水 印 嵌 入 系 数 的 选 择 器 。 其 长 ， １ ２ ３ ４ 且 ≠ｊ ｊ
—
Ｋ ＊Ｋ 。
作者简 介 ： 宋俊 辉 ， ， 士 学历 ， 究 方 向 ： 子 商 务 、 息管 理 。 女 硕 研 电 信
提取。
关 键 词 ： ｏ ｉ ｉ 混 沌加 密 ； 印 嵌 入 ； 提 取 Ｌ ｇｓ ｃ ｔ 水 盲
中图分 类号 ： Ｂ Ｔ
文献标识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：６ ２３ ９ （ ０ １ １—２ ２０ １ ７—１ ８ ２ １ ） ７０ ８ －２ （） 彩 色 图像 进 行 颜 色 分 解 ， 计 算 各 个 颜 色 分 量 所 ２对 并 占的 比例 ， 蓝 色 和 绿 色 分 量 中 选 择 所 占 比例 较 大 的 作 为 在 三 基 色 理 论 认 为 ， （ ｅ ） 绿 （ ｒｅ ） 蓝 （ ｌｅ 是 自 红 Ｒ ｄ 、 Ｇ ｅｎ 、 Ｂｕ ）
一
，
大 比如 在 变 换 域 算 法 上 ， 常 见 的 就 是 基 于 Ｄ Ｔ 的 水 印 算 法 或 者 信息 。又 因为彩 色图 像 的颜 色 分量 有很’ 的 冗余 性 ， 最 Ｃ ＰＧ 如 基 于 Ｄ Ｔ 的 水 印 算 法 ， 它 们 两 个 又 分 别 是 Ｊ Ｅ 和 绿 色 分 量 对 Ｊ Ｅ 压 缩 的 抵 抗 性 很 强 ， 果 在 绿 色 分 量 嵌 入 Ｗ 而 Ｐ Ｇ
其 中 ， 表 示 嵌 入 水 印 后 重 构 图 像 ； 表 示 原 始 彩 色 图 Ｖ１ Ｖ２Ｖ３ Ｖ Ｙ Ｘ ， ， ， ４代 表 子 图 ， 代 表 Ｌ ｎ Ｉ Ｌ 。 像 ； 表 示 二 值 水 印 图像 ； ｅ 水 印 密 钥 。 Ｗ Ｋ ｙ为 （ ） 后 分 别 对 这 四 个 采 样 子 图 Ｖ１ Ｖ２ Ｖ３ Ｖ４ 行 离 ５然 ， ， ， 进
ＪＥ Ｐ Ｇ一２ ０ ０ ０图 像 压 缩 标 准 的理 论 基 础 。
水印会提 高水印 的鲁棒性 ； 而另 一方 面 ， 眼对蓝 色分 量很 人 不敏感 ， 以， 所 如果将 水印嵌入 到蓝 色分量 中会 提 高水 印的 不可见性 ， 了平 衡这两 点 ， 们可 以根 据具 体一 幅 图片的 为 我
Ｖ １， Ｖｚ， ３， ４。 Ｖ Ｖ
ｌ 水 印 嵌 入 文献 ［ ］ ＤＣ 域 的子 采样 盲水 印算法 ， １是 Ｔ 本文 将该 文
献算 法的 系数 选择加 以改进 ， 并加 入色 彩选 择 自适应 机 制 ，
然 后 应 用 于离 散 小 波 低 频 域 ， 决 离 散 小 波 低 频 域 嵌 入 水 解 印不 可 见 性 差 的 特 点 ， 出 了 基 于 Ｄ Ｔ 和 Ｄ Ｔ 的 彩 色 图 提 Ｗ Ｃ 像 数 字 水 印嵌 入 和 提 取 模 型 。 定 义 原 始 图 像 尺 寸 为 Ｍ ＊Ｎ 的 Ｒ ＧＢ彩 色 图 像 ， 为 记 Ｘ； 印 图 像 尺 寸 为 Ｋ Ｋ 有 意 义 的 二 值 图 像 （ 版 权 相 关 水 含 信 息）记 为 Ｗ。 ， 基于 Ｄ ＷＴ 和 Ｄ Ｔ 的 彩 色 图像 版 权 保 护 数 字 水 印 模 型 Ｃ 表 示为 ：
具 有 潜 力 的技 术 之 一 。
Байду номын сангаас
它 数 字 水 印 技 术 主 要 分 为 嵌 入 和 提 取 两 部 分 ， 者 也 是 然 界 颜 色 体 系 中 三 个 最 基 本 的 颜 色 ， 们 构 成 一 个 三 维 的 后
ＧＢ矢 量空 间， 其他任何 一种颜 色都 可 由 Ｒ， Ｂ这三 种颜 Ｇ， 水 印 技 术 的一 个 极 其 重 要 的 组 成 部 分 ， 为 数 字 水 印 技 术 Ｒ 因 不 Ｇ， 的关 键 之 处 就 在 于 能 否 正 确 有 效 地 提 取 出 嵌 入 到 图 像 中 的 色值 之和来 确定 ， 同数量 的 Ｒ， Ｂ颜色 混合 在一 起就 得
Ｊ 。
献 ［］ １ 中的 Ｄ Ｔ子 采 样 盲 水 印提 取 机 制 ， 研 究 ＤＷＴ 和 Ｃ 并
如 果 ｗ ｛一０且 Ｄ （ ＞ Ｄ （ ， 交 换 Ｚ ｍ］ ｉ ｊ ｎ ｉｍ） ｊｍ） 则 Ｅ 中 和 。
Ｄ Ｔ 的特 点 之 后 ， 两 者 结 合 ， 决 了 Ｄ Ｔ 低 频 系 数 相 关 Ｃ 将 解 Ｗ
等 的攻 击 下 ， 模 型 具 有 较 好 的 健 壮 性 和 不 可 见 性 。 尤 其 该 ＰＧ 这 因 （ ） 照 调 整 过 的 系 数 集 的值 计 算 Ｖａ ｌ ＋ ｌ 和 在 抵 抗 Ｊ Ｅ 压 缩 方 面 ， 是 一 个 非 常 值 得 关 注 的 特 性 ， ９按 ＝ Ｉ ｌ Ｄ Ｄ
水 印 信 息 ， 在 证 明 数 字 图像 的 合 法 所 有 权 方 面 起 着 非 常 到 不 同 的颜 色 。 这 根 据 色 彩 原 理 ， 色 图像 的 亮 度 方 程 如 下 ： 彩 重 要 的 作 用 。 近 年 来 ， 于 需 要 原 始 图 像 的 非 盲 水 印 提 取 由 技 术 在 实 际应 用 中 具 有 很 多 困 难 ， 且 一 些 学 者 认 为 在 水 并 印 提 取 中不 使 用 原 始 图像 是 解 决 版 权 问 题 的 前 提 ， 此 ， 因 无
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Ｎｏ ２ ．１７， ０１１
现 代 商 贸 工 业 Ｍ ｏ ｅｎＢ ｓ ｅｓ ｒｄ ｄ ｓ ｙ ｄ ｒ ｕｉ ｓ Ｔ ａｅＩ ｕｔ ｎ ｎ ｒ
２１ 第 １ ０ １年 ７期
（ ） 四 个 Ｄ Ｔ 系 数 集 合 进 行 和 Ｊ Ｅ 压 缩 算 法 中 相 和 透 明性 。 ７对 Ｃ ＰＧ 同 的 Ｚｇ Ｚ ｇ排 列 ， 后 选 取 和 水 印 个 数 相 同 数 量 的 中 频 ｉ— ａ 然 系数 作 为 水 印 嵌 入 的 Ｄ Ｔ 系 数 。 Ｃ （ ） 据 水 印信 息 用 以 下 方 式 对 系 数 对 调 整 ： ８根