扩频机制数字图像水印算法：强鲁棒性分析

"本文介绍了一种利用扩频机制的数字图像水印算法，旨在提高水印的鲁棒性和安全性。作者包括孙利杰、赵景秀、郑美珠和高忠，来自曲阜师范大学计算机科学学院。算法的核心是采用伪随机序列作为扩频码，对原始水印信息进行处理，并在考虑人眼视觉特性的基础上，优化水印在小波变换域的嵌入策略。" 正文: 数字图像水印技术是一种用于保护版权和验证图像真实性的方法，通过在图像中嵌入不可见的水印信息，可以有效地防止未经授权的复制和篡改。本文提出的算法基于扩频机制，这是一种在通信领域广泛应用的技术，通常用于提高信号的抗干扰能力和安全性。 首先，该算法使用伪随机序列作为扩频码。伪随机序列是一系列看似随机但实际上可预测的数字序列，其性质类似于真正的随机数，但可以通过特定的种子或密钥生成。这种序列在水印中起到编码和加密的作用，增加了水印的不可检测性和不可篡改性。 其次，原始水印信息通过周期延拓进行扩频，即将水印信息扩展并重复，以覆盖更广阔的频谱空间。这种方法可以增强水印在图像中的分布均匀性，使得攻击者难以完全去除水印。 接着，考虑到人眼视觉系统的特性，算法选择在平稳小波变换域中嵌入水印。小波变换能提供多尺度和多方向的图像分析能力，而平稳小波变换则保持了信号的时频局部性，适合处理非线性、非平稳的信号。在这一过程中，根据小波系数的特性，选择最大系数的位置来嵌入水印，这样既不影响图像的视觉质量，又能保证水印的稳定性。 此外，扩频序列的选择直接影响到小波变换域中使用的最大系数数量以及水印的密钥序列。这意味着算法的参数设置（如扩频码）与水印的安全性密切相关，增强了算法的灵活性和适应性。 实验结果表明，这种基于扩频机制的水印算法具有较强的鲁棒性，能够在面对常见的图像处理操作（如缩放、旋转、滤波等）时保持水印的完整性。这表明该算法在数字图像版权保护和内容认证方面具有潜在的应用价值。 关键词涉及到的领域包括伪随机序列的生成与应用，周期延拓作为扩频技术的一种方式，平稳小波变换作为图像分析的工具，以及扩频水印的概念，这些都构成了该算法的基础理论和技术框架。