四叉树剖分下的自适应数字水印算法研究

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"图像四叉树剖分下的自适应数字水印算法是刘文星、陈伟和刘渊在2017年发表于《网络与信息安全学报》的一篇文章,研究的是数字水印技术在图像处理中的应用。该算法利用四叉树结构对图像进行非均匀剖分,结合最小二乘多项式逼近方法来处理图像,同时考虑图像的纹理结构信息,以实现水印的自适应嵌入。实验表明,这种方法既能保持水印的透明性,又能确保其顽健性。" 本文提出了一种创新的数字水印算法,主要关注如何在图像处理中嵌入水印并保持其不可见性和鲁棒性。首先,通过对原始图像在多个尺度上进行最小二乘多项式拟合,该方法能够有效地近似图像的复杂特征。最小二乘法是一种优化技术,用于找到一组参数,使数据点与拟合曲线之间的误差平方和最小,以此达到对图像的精确表示。 接下来,文章介绍了基于四叉树的图像剖分策略。四叉树是一种数据结构,特别适用于图像处理,因为它能将图像分割成多个子区域,并且可以方便地进行递归分割。在四叉树结构下,图像被划分为多个矩形网格,每个网格对应一个四叉树节点。这种非均匀剖分允许根据图像局部特征调整水印的嵌入强度,确保水印与图像内容的融合度。 在四叉树结构中,通过统计每个子区域的剖分网格数目,可以判断该区域的复杂性和纹理变化。然后,依据这些统计信息,算法动态调整不同区域的水印嵌入强度。这种方法使得水印在视觉上更加难以察觉,同时增强了水印在各种图像处理操作(如缩放、旋转、滤波等)下的生存能力,即顽健性。 实验部分展示了算法的有效性,证明了所提出的自适应数字水印方案能够在保持图像质量的同时,有效地嵌入和保护水印。这种方法对于版权保护、数据验证和防伪等领域具有重要意义,特别是在数字图像广泛传播和可能遭受篡改的当下。 总结来说,"图像四叉树剖分下的自适应数字水印算法"提供了一种新的思路,它利用四叉树和最小二乘多项式逼近来实现自适应的水印嵌入,以达到透明性和顽健性的双重目标。这种方法对于图像安全性和版权保护具有实际应用价值,尤其是在多媒体通信和数字内容保护的背景下。
2017-03-26 上传
文章作者写的matlab源代码,该文章2017年发表在Signal Processing: Image Communication: Hui Liu, Ke-Kun Huang*, Chuan-Xian Ren, Yu-Feng Yu and Zhao-Rong Lai. Quadtree Coding with Adaptive Scanning Order for Space-borne Image Compression. Signal Processing: Image Communication, vol. 55, no. 7, pp. 1-9, 2017. (http://dx.doi.org/10.1016/j.image.2017.03.011) 星载设备产生非常大的图像,而存储、计算和传输的能力有限,因此需要低复杂度的图像压缩算法。在本文中,我们开发了一种基于四叉树的高效图像压缩算法。首先,我们提出了一种自适应扫描顺序,它从先前有效节点的邻居遍历四叉树,从而指定的比特率下对更多的有效系数进行编码。其次,我们将整个小波图像划分成几个块,并对它们进行单独编码。因为失真率通常随着树节点的层次的增加而减小,我们选择在四叉树的每个层次编码后的点作为候选截断点。提出的方法可以提供质量、位置和分辨率的可扩展性,简单快速,无需任何熵编码,因此非常适合于星载设备。实验结果表明,与一些最先进的算法相比,它具有更好的性能。 Space-borne equipments produce very big images while their capacities of storage, calculation and transmission are limited, so low-complexity image compression algorithms are necessary. In this paper, we develop an efficient image compression algorithm based on quadtree in wavelet domain for this mission. First, we propose an adaptive scanning order for quadtree, which traverses prior the neighbors of previous significant nodes from bottom to the top of quadtree, so that more significant coefficients are encoded at a specified bit rate. Second, we divide the entire wavelet image to several blocks and encode them individually. Because the distortion-rate usually decreases as the level of the quadtree increases with the adaptive scanning order, to control bit rate for each block, we set the points exactly after coding each level of the quadtree as the candidate truncation points. The proposed method can provide quality, position and resolution scalability, which is simple and fast without any entropy coding, so it is very suitable for space-borne equipments. Experimental results show that it attains better performance compared with some state-of-the-art algorithms.