基于空域和混沌映射的数字水印嵌入算法(1)
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一种综合空域和时频域的数字水印算法李敏【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2011(037)020【摘要】提出一种空域和时频域相结合的多分辨率灰度图像水印算法.该算法对原始载体图像进行离散小波分解,并对灰度水印图像先进行拉普拉斯金字塔分解再进行位平面分解.将水印图像位平面分解系数嵌入到原始图像的水平和垂直分量上,水印嵌入小波系数的位置由具有混沌特性的Arnold映射确定,从而实现水印的盲提取.实验结果证明,该算法对图像的普通处理,如噪声、滤波、剪切、JPEG压缩和旋转等,均具有较好的鲁棒性.%Based on space and time-frequency, a multi-resolution gray image watermarke algorithm is proposed. For the original carrier image, it is decomposed by Discrete Wavelet Transform(DWT). For the watermarke, it is decomposed by Laplacian pyramid transformation, and is decomposed by bit-plane. After that the coefficients of the bit-plane decomposition are embedded in each layer in the horizontal and vertical components of wavelet decomposition. The chaotic Arnold mapping is utilized to generate the watermarking embedding position in order to enhance the security of watermarke. Through the inverse transformation, the embedded digital watermarke is extracted. The watermarke can be extracted without the original image. Experimental results show that the proposed algorithm is robust to some image processing operations, suchas noise attacks, filtering attacks, cutting attacks, JPEG compressing attacks and rotation attacks.【总页数】4页(P120-122,126)【作者】李敏【作者单位】乐山师范学院物理与电子工程学院,四川乐山614000【正文语种】中文【中图分类】TP309【相关文献】1.一种自适应的空域数字水印算法 [J], 文山;李葆青2.一种自适应的空域数字水印算法 [J], 文山;李葆青3.一种基于空域的彩色图像的置乱数字水印算法 [J], 汪太月;戴燕青;4.一种基于空域的彩色图像的置乱数字水印算法 [J], 汪太月;戴燕青5.一种基于DCT理论的空域数字水印算法-DAS算法 [J], 李江华;陈丰因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
摘要数字水印(Digital Watermarking)技术是我们生活中经常见到的信息隐藏技术。
它将一些标识信息(即数字水印)直接嵌入数字载体中,但不影响原载体的使用价值,也不容易被人的知觉系统觉察或注意到。
空间数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向,另一类是频率数字水印。
空间数字水印采用最低有效位(LSB)算法,通过修改表示数字图像的颜色或颜色分量的位平面,调整数字图像中感知不重要的像素来表达水印的信息,以达到嵌入水印的目的。
本实验是基于matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现。
关键词:信息隐藏技术;空间数字水印; LSB算法;matlab目录1 设计任务与目的 (1)2 MATLAB的简介及应用 (1)2.1 MATLAB简介 (1)2.2 MATLAB应用 (1)3 数字水印技术 (2)3.1 数字水印技术的发展 (2)3.2 水印分类 (2)3.3 数字水印的特点 (3)3.4 数字水印技术的基本原理 (4)4 基于LSB的数字水印算法 (5)4.1 LSB算法原理 (5)4.2 LSB算法的实现 (6)4.2.1 水印嵌入算法 (7)4.2.2 水印提取算法 (9)5 MATLAB软件仿真 (11)5.1 仿真结果 (11)5.1.1 水印嵌入仿真 (11)5.1.2 水印提取仿真 (12)5.2 仿真分析 (13)结论 (14)参考文献 (15)基于Matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现1 设计任务与目的(1)通过课程设计把自己在大学中所学的知识应用到实践当中。
(2)在课程设计的过程中掌握程序编译及软件设计的基本方法。
(3)深入了解利用Matlab设计基于Matlab的数字水印设计——基于空域的水印实现。
(4)提高自己对于新知识的学习能力及进行实际操作的能力。
(5)锻炼自己通过网络及各种资料解决实际问题的能力。
2 MATLAB的简介及应用2.1 MATLAB简介MATLAB 是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
一种基于混沌和置乱的DCT域图像数字水印算法王洪兰【期刊名称】《微计算机信息》【年(卷),期】2012(000)009【摘要】文章提出了一种基于混沌和置乱的DCT(离散余弦变换)域图像数字水印算法。
该算法是利用Arnold变换将水印图像进行置乱,然后利用logistic混沌技术生成混沌序列,加入到Arnold置乱后的水印图像中形成密文,最后嵌入到原始图像中的数字水印算法。
实验结果表明此算法使水印的嵌入达到了较好的鲁棒性和不可见性。
%A method based on chaos and scrambling DCT(Discrete cosine transform) domain image watermarking algorithm is proposed.This algorithm is using Arnold transform scrambling watermark image,then using logistic chaotic technology produces chaos sequence,join after Arnold scrambling watermark image formation in the ciphertext,finally is embedded into the original image watermarking algorithm is proposed.Experiment results show that this algorithm make embedding achieved good robustness and not visible.【总页数】3页(P399-400,444)【作者】王洪兰【作者单位】湖南大学计算机与通信学院【正文语种】中文【中图分类】TP399【相关文献】1.一种基于混沌加密的DCT域数字图像水印算法 [J], 郑融;金聪;魏文芬;李蓓2.一种基于DCT域与图像置乱的数字水印算法研究 [J], 李红艳;蔡翔云3.基于混沌置乱的DCT域彩色图像自适应水印算法 [J], 唐世福;苏理云;马洪;余勇4.一种混沌置乱的DCT域数字水印算法 [J], 刘新;王英5.基于混沌置乱和混沌加密的DCT域数字水印算法 [J], 邹长华;谭世恒;林土胜因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于混沌加密和HVS的数字水印算法
张磊;王汇源;刘晓阳
【期刊名称】《信息技术与信息化》
【年(卷),期】2005(000)003
【摘要】本文提出一种基于混沌加密和人类视觉特性(HVS)的数字水印算法.首先将含有版权信息的二值图像水印,利用混沌序列进行加密,使水印嵌入方案具有一定的安全性.然后根据视觉特性,将一位水印信息自适应地嵌入一棵小波树的重要系数中.通过实验证明:该算法得到的水印图像对噪声和常见的图像处理(尤其是JPEG压缩)有较好的鲁棒性和不可见性.
【总页数】3页(P41-42,52)
【作者】张磊;王汇源;刘晓阳
【作者单位】山东大学信息科学与工程学院,250100;山东大学信息科学与工程学院,250100;济南教育学院,250001
【正文语种】中文
【中图分类】TN91
【相关文献】
1.基于混沌加密和HVS在数字水印算法中的应用 [J], 穆晓慧;叶汉民;谭惠尹
2.基于混沌加密和HVS在数字水印算法中的应用 [J], 穆晓慧;叶汉民;谭惠尹
3.基于混沌加密和HVS的数字水印 [J], 李博雅;韩国强;沃炎
4.基于混沌加密和离散小波变换的数字图像水印算法 [J], 郑建云
5.基于混沌加密和离散小波变换的数字图像水印算法 [J], 郑建云
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
学术研究A c a d e信息安全与通信保密・2007.6217袁德明(徐州建筑职业技术学院计算机技术工程系,江苏 徐州 221008)【摘 要】论文将原始彩色图像转换成灰度图像,通过密钥和非线性映射产生两个独立的实值序列,再从中派生出两个二值序列,先用两个实值序列置乱和加密二值水印图像,然后用派生的两个二值序列把被加密的水印图像嵌入到灰度图像中,实现数字水印。
实验结果表明,这种数字水印鲁棒性强,隐蔽性好,具有一定的抗剪切和抗有损压缩攻击的能力。
【关键词】混沌映射;数字水印;置乱;鲁棒性【中图分类号】TP309.7 【文献标识码】A 【文章编号】1009-8054(2007) 06-0217-03Digital Watermarking Algorithm Based on Double Chaos Map *YUAN Deming(Department of Computer Engineering, Xuzhou Institute of Architectural Technology, Xuzhou Jiangsu 221008, China)【Abstract 】After translating the original color image into gray image, and double chaotic sequences are created by two group chaos map with different parameters, in which two group independent actual value sequences are composed by the law of nonlinear, then two binary chaotic sequence generated by the two actual value sequences. Firstly, the binary water-mark image is disarranged and encrypted by the two actual value sequence, secondly, the encrypted watermark image is embedded into the translated gray image by the two binary chaotic sequence, finally, translating the gray image that contain encrypted watermark image is translated into the color image. This digital watermark has such features as good robustness, passive features, anti-splitting ability and anti-losing image compression ability and is easy to realize.【Keyw or ds 】chaos map; digital watermark; disorder; robustness用双混沌映射实现的数字水印算法*1 引言数字水印技术是目前信息安全研究领域发展较快的热点技术之一,已经受到学术界的普遍关注[1]。
基于混沌序列的数字水印研究作者:党小娟甘霖蒲伟华来源:《电子技术与软件工程》2016年第11期摘要随着计算机网络技术快速发展,数字多媒体信息的复制、存储以及传播更方便、更快捷。
但是存在的问题也逐渐严重化,比如作品侵权更为容易、纂改也更便利,就需要采取有效措施保护版权。
因此,数字水印技术是研究的重要课题。
本文提出了基于混沌的图像水印算法,首先采用Arnold技术对水印图像进行置乱形成了新的混沌序列,然后采用小波变换分析载体图像,经过变换后就生成了水印图像。
【关键词】混沌序列数字水印技术 Logistic事实上,数字图像水印技术是数字水印技术的分支,主要是用来对具有特殊要求的图像实施加密,对这些图像进行安全防护。
但是随着信息技术快速发展,图像信息也趋向了复杂化,需要极高的传输安全以及传输信息量,并且传输图像的范围也不断扩大,而且市场的需求量逐渐增大。
由此可见,图像水印技术逐渐成为保密技术、安全的研究重点内容。
1 数字水印技术的定义及特征数字水印技术,就是将文字、音频以及视频等各类信息标识,通过处理信号模式将这项标识嵌入到原始的数据之中。
该标识就是利用照度、空间以及频率等各种匿藏不可见,仅仅通过初始设定的仪器设备、专业技术或者检测设备等才可以正常提取。
将标识信息嵌入到原始作品中,就必须要具有基本的特征:首先要具有安全性,嵌入进去的水印标识进入到原始数据中,是被隐藏起来的,这样就防止在计算过程中因格式变化丢失了水印数据。
其次要具有隐蔽性;作品中具有了数字水印必定会降低质量,同时极难察觉。
最后要具备鲁棒性,所得水印信息就必定要具备一定的抗干扰或者具有抗攻击能力,即经过多次攻击之后,数字水印能够确保完整特性,还必须要确保能够正确识别。
事实上,许多水印算法均具备了这类特征,不仅可以抵抗各种攻击与干扰,有效保障了信号质量,隐藏大量数据。
事实上,数字水印技术即将数字、文字、音频、图像以及视频等各种标识信息,同时把这项信息嵌入到了原始的数据信息,实现了文件控制、身份识别、数据标识、信息保密传递以及产品防伪等各种作用。
基于混沌与置乱加密的DCT域二值图像数字水印算法的开题报告一、研究背景数字图像水印技术是一种将信息嵌入到数字图像中,以保证数据的可靠性、完整性和安全性的技术。
随着互联网的不断发展,数字图像水印技术在保护知识产权、版权保护、网络信息安全等方面得到广泛应用。
目前,数字图像水印技术主要有空域水印和变换域水印两种。
其中,变换域水印技术具有抵抗传统攻击的优势,广泛应用于数字版权保护、医学图像处理、电子政务等领域。
二、研究意义本文主要研究基于混沌与置乱加密的DCT域二值图像数字水印算法。
该算法具有以下特点:1. 采用混沌融合与置乱加密技术,加强了水印的安全性和鲁棒性。
2. 采用二值水印,避免水印对图像质量的影响。
3. 在DCT域进行水印嵌入,保证了水印的透明性和抵抗JPEG压缩的性能。
通过该算法,可以有效地保护数字内容的版权和知识产权,为保护网络信息安全做出贡献。
三、研究内容和方法本文的研究内容为基于混沌与置乱加密的DCT域二值图像数字水印算法。
具体来说,本文将采用以下方法:1. 对混沌融合与置乱加密技术的理论及原理进行深入剖析,并进行算法设计。
2. 在DCT域进行水印嵌入,保证水印的透明性和抗JPEG压缩的性能。
3. 实现算法,并进行仿真实验。
四、预期成果本文将研究基于混沌与置乱加密的DCT域二值图像数字水印算法,通过算法的实现和仿真实验,预计可达到以下预期成果:1. 研究混沌与置乱加密技术在数字图像水印领域的应用,提升对数字信息安全的保护能力。
2. 开发一种具有良好性能的DCT域二值图像数字水印算法。
3. 通过实验评估算法的鲁棒性、透明性和抵抗JPEG压缩性能,验证算法的可用性和有效性。
五、进度安排1. 第一周:研究混沌与置乱加密技术原理,并进行算法设计。
2. 第二周:研究DCT域图像处理技术,并进行算法设计。
3. 第三周:实现算法,并进行算法的调试与优化。
4. 第四周:进行仿真实验,并分析实验结果。
5. 第五周:撰写论文并进行定稿。
图像处理中的数字水印算法综述数字水印是一种通过在数字媒体中嵌入特定信息进行认证、保护和传播的技术。
在图像处理领域,数字水印算法广泛应用于版权保护、信息隐藏、内容认证以及图像溯源等方面。
本文将综述图像处理中的数字水印算法及其应用,并重点介绍几种常用的数字水印算法。
一、数字水印的概念与分类数字水印是在数字媒体中嵌入的一段特定的信息,不可感知地存储于原始图像中。
数字水印按照水印的类型可以分为可见水印和不可见水印。
可见水印是在原始图像中直观可见的标识,常用于版权保护和身份认证。
而不可见水印则是在原始图像中隐藏的隐蔽信息,常用于图像溯源与内容认证。
二、数字水印算法的综述1. 空域水印算法空域水印算法是将水印嵌入到原始图像的像素值中。
其中,最简单的一种方法是最低有效位(LSB)算法,它将水印信息嵌入到原始图像中的最低比特位中,对图像的质量影响较小。
此外,还有基于差值扩展和扩频技术的空域水印算法,能够提高水印嵌入的容量和鲁棒性。
2. 变换域水印算法变换域水印算法是将水印嵌入到原始图像的变换域中,如离散余弦变换(DCT)和离散小波变换(DWT)。
其中,基于DCT的数字水印算法通过选择合适的频域系数进行嵌入操作,提高了水印的鲁棒性和不可感知性。
基于DWT的数字水印算法则通过将水印嵌入到图像的高频细节中,提高了水印的抗压缩性能。
3. 频域水印算法频域水印算法是将水印嵌入到原始图像的频域中,如离散傅里叶变换(DFT)和离散小波变换(DWT)。
这些算法通过在频域对图像进行分析,选择合适的频域系数进行水印嵌入,以提高水印的鲁棒性和不可感知性。
4. 扩频水印算法扩频水印算法是一种基于码片序列的数字水印算法,其原理是将水印信息通过扩频技术嵌入到原始图像中。
这种算法具有较好的鲁棒性和抗攻击性能,常用于版权保护和内容认证。
三、数字水印算法的应用1. 版权保护数字水印技术提供了一种有效的版权保护手段。
通过将版权信息嵌入到数字媒体中,可以在未经授权的情况下追踪盗版行为,并为原始创作者提供法律保护。
王伟,等:基于空域和混沌映射的数字水印嵌入算法4期
基于空域和混沌映射的数字水印嵌入算法王伟朱理毛旺农1
(湖南大学软件学院,长沙410082;E-mail:xxyywwywz@163.com;湖南大学北校区网络中心,长沙410079)
摘要提出一种LSB改进算法,利用混沌序列对水印预处理,而后利用固定归一化相关嵌入图像数据低位,从而改进了传统LSB算法稳健性差的缺点。实验结果表明,采用该算法的水印在无原始图像的情况下,通过密钥能够清晰地检测到水印的存在,对常见的图像处理有较好的鲁棒性。关键词空域混沌鲁棒性数字水印图像处理中图法分类号TP309;文献标识码A
2005年10月25日收到
第6卷第4期2006年2月1671-1815(2006)04-0383-04科学技术与工程ScienceTechnologyandEngineeringVol.6No.4Feb.2006
2006Sci.Tech.Engng.c
近年来,图像数字水印技术的研究取得了很大进展,陆续提出了诸如空域、变换域、压缩域、基于统计学、基于生理模型等多种数字水印算法[1—3],有一些水印算法[4]已经具备了较好的鲁棒性,但是这
些算法有的只能给出“有”“无”水印的回答,而无法对嵌入的所有水印比特进行准确提取。典型数字水印的空域算法是将信息嵌入到图像点中最不重要的像素位上,再通过记录提取这些信息来检测水印,该种方法具有算法简单、速度快、容易实现等特性,已受到人们高度重视[5,6]。本文利用混沌随机性好的特性,借鉴了文献[5]中的一些思想,针对LSB算法对于压缩、滤波及旋转等图像处理稳健性差的缺点,改进了传统的LSB算法,如图1所示。实验结果表明,该水印方案安全可靠、不可见性好、对常见的图像处理有较好的鲁棒性、易于实现。1水印信息预处理混沌区的数据有两个特性:迭代不重复性和初值敏感性。当选定适当系数使方程进入混沌状态时,方程将进行无限不循环迭代,因此不会出现重复的迭代值。任何人如果不知道其初值都无法预测下一个迭代值,这种迭代的结果可以用来产生随机序列。考虑一维离散混沌映射f:U→U,U"R,xn+1=f(xn,λ),xn∈U,λ∈R(1)其中n=1,2,…表示迭代次数,λ是控制系统混沌行为的参数。先由二值水印图像获得水印信号W,然后利用行扫描将其映射为一维向量W1,W1={W1(i)|W1(i)∈
{0,1},0≤i<m×n},m×n为水印图像大小。由式(1)生成的实数混沌序列二值化后可得{0,1}二值混沌序列,然后利用密钥K1可得十进制混沌伪随机序列P,
P={P(i)|P(i)∈{0,1},0≤i<m×n}。最后用生成的序列P对W1进行混沌调制,得到待嵌入水印信号Wt,W
t
(i)=W1(i)’b(i)(0≤i<m×n),’在这里表示异或运
算。
2水印嵌入度量鲁棒性最简单的方法就是假设具有高检
图1水印嵌入和提取框图科学技术与工程6卷
测值的水印比低检测值的水印鲁棒性更好,这样,检测统计量本身就成了鲁棒性的度量尺度。这里的解决方案是用一个固定归一化相关算法来进行调整,而不是调整线性相关。对每一幅作品,通过直方图处理,将每个像素值由8比特压缩为7比特,将所有像素值的第8个比特作为嵌入区域,在嵌入区域内找到与水印归一化相关期望值最接近的点。嵌入区域是一个以参考向量Wr为中心的锥体表面部分,因此,只需要找出锥体上与给定点v0距离最近的点就可以了。嵌入的操作说明如图2。很明显这些点位于同时包含wr和v0的平面内,通过Gram-Schmidt规格化正交,为这个平面寻找两个相互垂直的坐标轴,从而把这个问题转换成二维问题。X=WrWr(2)Y=v0-X(v0X)v0-X(v0X)(3)平面上每个点都能用坐标值x和y表示为xX+yY,X轴与参考时间向量重合。v0的坐标是(yv0必须是正值):xv0=v0X(4)yv0=v0Y(5)因为yv0为正值,所以最近的点应该在上半平面的线上,这条线用向量(xt,yt)表示,其中x
t=cosθ,yt=
sinθ,而角θ是嵌入区域的锥形内角的半角,由于θ=arccos(tnc),tnc是期望的归一化相关性,于是有:
xt=tnc(6)
yt=1-t2
nc!
(7)
算法步骤如下:Step1:用经过散列处理的混沌序列(其混沌初值作为密钥K1)置乱水印W;Step2:给定一个混沌初值(密钥K2)生成混沌序列{P
r|r=1,2
,…}其个数为水印大小;
Step3:在通过xt,yt的直线上,找到离v0最近的点
vw(在Wr的检测区域内):
xvw=xt(xtxvw+ytyv0
)(8)
yvw=yt(xtxvw+ytyv0
)(9)
Step4:取Pr对计算出的新向量vw嵌入水印,得到
水印图像Iw。
3水印提取水印提取过程中所用密钥K1和K2与嵌入过程相同,具体步骤如下:Step1:给定密钥K2在图像Iw中找到对应的向量
vw,得到水印信息Wt;
Step2:再由密钥K1生成二值混沌序列P对W1解
调,即:W1′(t)=Wt(t)"P(t),t=0,1,2,…,m×n-1;
Step3:最后按行扫描顺序将W1′
映射成二维矩阵
W′,W′={W′(i,j),0≤i<m,0≤j<n},W′(i,j)∈{0,1},W′即是恢复出的水印信号;Step4:采用如下的标准衡量二值水印的失真率(其中W表示W的逻辑非运算):
ws=∑i=1i=m∑j=1
j=nW'(i,j)"W(i,j)
m×n4实验结果本文用大小为256×256的256灰度Lena图像用MATLAB进行水印嵌入和提取的仿真实验,采用大小为64×64视觉可辨认的二值图像作为数字水印,嵌入水印后的图像如图3所示,结果表明该方法有很好的不可见性。
图2固定归一化的嵌入方法
384王伟,等:基于空域和混沌映射的数字水印嵌入算法4期
在各种常见的图像处理后仍能较好地提取水印,图4(a-f)分别是原始水印、经过图像剪切、压缩到原图像50%、放大2倍、高斯滤波以及旋转45°后的
水印图像:
图5分别是原始水印和传统的LSB算法通过图像剪切、压缩、放大2倍、高斯滤波及旋转等一般的图像处理后提取的水印,图5(a—f)。
5结论一个安全的水印系统应满足使非法用户不易
破坏。与信息加密技术一样,数字水印系统也往往使用密钥来加强水印的安全性。传统的LSB算法由于是用水印信息代替最低有效位,因此对信号处理的抵抗力差,对含水印图像进行简单的滤波处理就无法正确地提取水印。在本文的水印方案中提取水印信息时,不需要原始载体图像,能很好地实现盲提取;从图4与图5的对比来看,该算法利用混沌调制水印信号保证嵌入水印的隐蔽性,由于改变的是图像的最低有效位,从而使得水印的不可见性较好;而通过归一化相关期望值找出嵌入点,使得在保持图像的感知失真位于指定范围内,具有较好的鲁棒性;同时具备了操作简便易行,嵌入信息量大的优点。
参考文献1CoxIJ,MillerMI.Thefirst50yearsofelectronicwatermarking,JournalofAppliedSignalProcessing,2002;(2):126—1322DarmstaedterV,DelaigleJF,QuisquaterJJ,MacqB.Lowcostspatialwatermarking.Computers&Graphics,1998;22(4):417—4243HsuCT,WuJL.Hiddendigitalwatermarksinimages.IEEE
TransonImageProcessing,1999;8(1):58—684LinPhenlan.Robusttransparentimagewatermarkingsystemwithspatialmechanisms.TheJournalofSystemandSoftware,2000;(50):107—116
5YenHuicheng.Watermarkembeddedinpermuteddomain,ElectronicsLetter,2001;37(2):80—816周利军,周源华,支峥.基于m序列的多重图像水印.上海交通大学学报,2001;35(9):809—813
图3经过图像处理后的水印图像图4经过图像处理后的水印
图5传统LSB算法经图像处理后的水印
(下转第393页)
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