完整的基于DWT的数字图像信息隐藏算法代码,带有高斯噪声攻击,可以运行,载体图像和水印图像经过灰度处理,有提取和嵌入水印算法,用python实现

时间: 2023-06-18 16:04:13 浏览: 83
以下是基于DWT的数字图像信息隐藏算法的Python实现代码,包含高斯噪声攻击、提取和嵌入水印算法: ```python import numpy as np import cv2 from scipy.fftpack import dct, idct from scipy.stats import norm def embed_watermark(img_path, wm_path, alpha): # 读取载体图像和水印图像 img = cv2.imread(img_path, cv2.IMREAD_GRAYSCALE) wm = cv2.imread(wm_path, cv2.IMREAD_GRAYSCALE) # 对载体图像和水印图像进行离散小波变换 img_w = pywt.wavedec2(img, 'haar', level=1) wm_w = pywt.wavedec2(wm, 'haar', level=1) # 将水印图像进行0-1归一化 wm_norm = wm_w[0] / 255 # 对LL子带进行DCT变换 img_LL = img_w[0] img_LL_dct = dct(img_LL, axis=0) img_LL_dct = dct(img_LL_dct, axis=1) # 对DCT系数进行量化 Q = np.array([[16, 11, 10, 16, 24, 40, 51, 61], [12, 12, 14, 19, 26, 58, 60, 55], [14, 13, 16, 24, 40, 57, 69, 56], [14, 17, 22, 29, 51, 87, 80, 62], [18, 22, 37, 56, 68, 109, 103, 77], [24, 35, 55, 64, 81, 104, 113, 92], [49, 64, 78, 87, 103, 121, 120, 101], [72, 92, 95, 98, 112, 100, 103, 99]]) img_LL_dct = np.round(img_LL_dct / (alpha * Q)) * (alpha * Q) # 将归一化后的水印嵌入到DCT系数的最低位 wm_embed = np.zeros_like(img_LL_dct) wm_embed[:, :, 0] = img_LL_dct[:, :, 0] wm_embed[:, :, 1] = img_LL_dct[:, :, 1] wm_embed[:, :, 2] = img_LL_dct[:, :, 2] wm_embed[:, :, 3] = img_LL_dct[:, :, 3] wm_embed[:, :, 4] = img_LL_dct[:, :, 4] wm_embed[:, :, 5] = img_LL_dct[:, :, 5] wm_embed[:, :, 6] = img_LL_dct[:, :, 6] wm_embed[:, :, 7] = img_LL_dct[:, :, 7] wm_embed[:, :, 0] += 2 * wm_norm * alpha wm_embed[:, :, 1] += 2 * wm_norm * alpha wm_embed[:, :, 2] += 2 * wm_norm * alpha wm_embed[:, :, 3] += 2 * wm_norm * alpha wm_embed[:, :, 4] += 2 * wm_norm * alpha wm_embed[:, :, 5] += 2 * wm_norm * alpha wm_embed[:, :, 6] += 2 * wm_norm * alpha wm_embed[:, :, 7] += 2 * wm_norm * alpha # 对嵌入水印后的DCT系数进行反变换 img_LL_dct_embed = idct(wm_embed, axis=0) img_LL_dct_embed = idct(img_LL_dct_embed, axis=1) # 对反变换得到的图像进行量化逆操作 img_LL_dct_embed = np.round(img_LL_dct_embed / Q) * Q # 对量化逆操作后的图像进行反DCT变换 img_LL_embed = idct(img_LL_dct_embed, axis=0) img_LL_embed = idct(img_LL_embed, axis=1) # 将嵌入水印后的LL子带与其他子带组合成新的小波系数 img_w_embed = list(img_w) img_w_embed[0] = img_LL_embed img_embed = pywt.waverec2(img_w_embed, 'haar') # 对嵌入水印后的图像进行高斯噪声攻击 img_embed = np.float32(img_embed) img_embed_noise = cv2.randn(img_embed, 0, 10) img_embed_noise = np.clip(img_embed_noise, 0, 255) img_embed_noise = np.uint8(img_embed_noise) # 返回嵌入水印后的图像和添加高斯噪声的图像 return img_embed, img_embed_noise def extract_watermark(img_path, alpha): # 读取载体图像 img = cv2.imread(img_path, cv2.IMREAD_GRAYSCALE) # 对载体图像进行离散小波变换 img_w = pywt.wavedec2(img, 'haar', level=1) # 对LL子带进行DCT变换 img_LL = img_w[0] img_LL_dct = dct(img_LL, axis=0) img_LL_dct = dct(img_LL_dct, axis=1) # 对DCT系数进行量化 Q = np.array([[16, 11, 10, 16, 24, 40, 51, 61], [12, 12, 14, 19, 26, 58, 60, 55], [14, 13, 16, 24, 40, 57, 69, 56], [14, 17, 22, 29, 51, 87, 80, 62], [18, 22, 37, 56, 68, 109, 103, 77], [24, 35, 55, 64, 81, 104, 113, 92], [49, 64, 78, 87, 103, 121, 120, 101], [72, 92, 95, 98, 112, 100, 103, 99]]) img_LL_dct_q = np.round(img_LL_dct / (alpha * Q)) * (alpha * Q) # 提取嵌入的水印 wm_extract_norm = (img_LL_dct_q[:, :, 0] % (2 * alpha)) / (2 * alpha) # 将提取的水印还原到0-255范围内 wm_extract = np.uint8(wm_extract_norm * 255) # 返回提取的水印 return wm_extract ``` 注意:在使用该代码时,需要先安装依赖库`numpy`、`scipy`和`opencv-python`。另外,该代码中的`alpha`参数用于控制嵌入水印的强度,需要根据实际情况进行调整。

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