DSP中的一种中的一种Shearlet变换域内容自适应图像水印算法设计和变换域内容自适应图像水印算法设计和
实现实现
现今数字时代的到来,多媒体数字世界丰富多彩,数字产品几乎影响到每一个人的日常生活。如何保护这些与
我们息息相关的数字产品,如版权保护、信息安全、数据认证以及访问控制等等,就被日益重视及变得迫切需
要了。借鉴普通水印的含义和功用,人们采用类似的概念保护诸如数字图像、数字音乐这样的多媒体数据,因
此就产生了"数字水印"的概念。所谓"数字水印"是往多媒体数据中添加的某些数字信息,比如将在数码相片中添
加摄制者的信息,在数字影碟中添加电影公司的信息等等。与普通水印的特性类似,数字水印在多媒体数据中
(如数码相片)也几乎是不可见的,也很难被破坏掉。因此数字水印在今天的计算机和互联网时代大有可为。
数字水印(D
现今数字时代的到来,多媒体数字世界丰富多彩,数字产品几乎影响到每一个人的日常生活。如何保护这些与我们息息相
关的数字产品,如版权保护、信息安全、数据认证以及访问控制等等,就被日益重视及变得迫切需要了。借鉴普通水印的含义
和功用,人们采用类似的概念保护诸如数字图像、数字音乐这样的多媒体数据,因此就产生了"数字水印"的概念。所谓"数字
水印"是往多媒体数据中添加的某些数字信息,比如将在数码相片中添加摄制者的信息,在数字影碟中添加电影公司的信息等
等。与普通水印的特性类似,数字水印在多媒体数据中(如数码相片)也几乎是不可见的,也很难被破坏掉。因此数字水印在
今天的计算机和互联网时代大有可为。
数字水印(Digital Watermarking)技术是将一些标识信息(即数字水印)直接嵌入数字载体当中(包括多媒体、文档、
软件等)或是间接表示(修改特定区域的结构),且不影响原载体的使用价值,也不容易被探知和再次修改。但可以被生产方
识别和辨认。通过这些隐藏在载体中的信息,可以达到确认内容创建者、购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改等目
的。数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。 数字水印是实现版权保护的有效办法,是信息隐藏技术研究领域的重要
分支。
水印嵌入算法包括空域水印、频域水印两类算法。频域水印包括DCT域、Wavelet变换域、Ridgelet变换域等[3-6]。通过研
究发现,人眼对高频信息如复杂的区域、灰度变化剧烈区域的失真不敏感,而对低频信息如平滑区域的失真较为敏感。因此,
充分利用人类视觉的频率特性的同时,考虑图像自身由于不同背景平均亮度的对比度掩盖效应和图像纹理掩盖效应,图像能对
水印提供更好的视觉掩盖机制。
Jayant和Ran等人研究证明,图像是由平滑区、边缘区和纹理区三种不同感知特性的区域组成的,即三分量图像模型[7-8]。
人眼视觉系统(HVS)对这三种区域有不同的感知特性,在辨认图像的客体时,边缘区起着重要的作用,平滑区和纹理区起着次
要作用。HVS对平滑区中的微小变化非常敏感,边缘区次之,而对纹理区的变化最不敏感。因此,可以在图像的纹理区嵌入
较多的水印信息量,边缘区次之,平滑区最少。
本文提出一种Shearlet变换域基于HVS的自适应数字水印算法。该算法能够在满足水印不可见性的条件下最大强度地嵌入水
印信息,并且对JPEG压缩、加噪、滤波和任意裁剪等多种攻击具有较强的鲁棒性。
1 Shearlet变换变换
Shearlet[9]变换的理论基础是合成小波理论。合成小波理论通过仿射系统为几何多尺度分析提供了一种有效的方法。当维
数n=2时,具有合成膨胀的仿射系统形式如下: