将灰度图像Lena分解成8个位平面,将数字水印信息嵌入Lena图像的第1至3个位平面中
时间: 2024-03-25 16:40:56 浏览: 122
好的,让我来回答你的问题。
首先,将灰度图像Lena分解成8个位平面,可以使用Python的NumPy库中的函数`numpy.unpackbits()`来实现。具体代码如下:
```python
import numpy as np
import cv2
# 读取灰度图像Lena
img = cv2.imread('lena.png', cv2.IMREAD_GRAYSCALE)
# 分解成8个位平面
bits = np.unpackbits(img, axis=-1)
```
其中,`bits`是一个形状为`(512, 512, 8)`的数组,表示将Lena图像分解成8个位平面后的结果。现在,我们可以将数字水印信息嵌入Lena图像的第1至3个位平面中。假设我们要嵌入的数字水印信息为`watermark`,可以按照如下步骤来实现:
1. 将数字水印信息转换成二进制形式
```python
watermark_bin = ''.join(format(ord(c), '08b') for c in watermark)
```
2. 将二进制形式的数字水印信息嵌入Lena图像的第1至3个位平面中
```python
bits_1_to_3 = bits[:, :, :3] # 取出第1至3个位平面
watermark_bits = np.array([int(bit) for bit in watermark_bin]) # 将数字水印信息转换成数组
bits_1_to_3_flat = bits_1_to_3.reshape((-1, 3)) # 将第1至3个位平面展平为二维数组
bits_1_to_3_flat[:, :3] = np.concatenate((bits_1_to_3_flat[:, :3] & 254, watermark_bits.reshape((-1, 3))), axis=1) # 将数字水印信息嵌入第1至3个位平面中
bits_1_to_3 = bits_1_to_3_flat.reshape((512, 512, 3)) # 将第1至3个位平面重新组合成三维数组
```
其中,`bits_1_to_3`是一个形状为`(512, 512, 3)`的数组,表示将数字水印信息嵌入Lena图像的第1至3个位平面后的结果。
最后,我们可以将嵌入了数字水印信息的图像保存下来,代码如下:
```python
# 将第1至3个位平面和剩余的5个位平面组合成一个新的数组
bits_watermarked = np.concatenate((bits_1_to_3, bits[:, :, 3:]), axis=-1)
# 将位平面重新组合成灰度图像
img_watermarked = np.packbits(bits_watermarked, axis=-1)
# 保存带数字水印的图像
cv2.imwrite('lena_watermarked.png', img_watermarked)
```
这样,我们就成功地将数字水印信息嵌入了Lena图像的第1至3个位平面中。
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