基于DMWT和QIMM的图像水印算法

2014 年 第23卷 第 9 期 https://www.sodocs.net/doc/5e9075116.html, 计 算 机 系 统 应 用

Software Technique ·Algorithm 软件技术·算法 149

基于DMWT 和QIMM 的图像水印算法①

龚成清

(广东女子职业技术学院 应用设计系, 广州 511450)

摘 要: 利用多尺度分析的思想, 对原始图像进行重复行信号预滤波, 把标量小波变换扩展到多小波变换后选取变换出来的低频子带进行水印嵌入. 为了保证水印信息的安全性, 对水印进行加密置乱处理. 然后结合量化索引模数调制(QIMM)的优越性能, 根据水印的信息不同选择不同的子块进行嵌入并实现了水印的盲提取. 实验证明, 算法具有良好的视觉性和鲁棒性, 并大大扩展了水印的容量. 关键词: 多小波变换; 量化索引模数调制; 水印; 鲁棒性

Watermarking Algorithm Based on Discrete Multiwavelets Transform and Quantization Index Modulus Modulation

GONG Cheng-Qing

(Department of Application and Design, Guangdong Women Polytechnic, Guangzhou 511450, China)

Abstract : This paper used the idea of multiscale analysis to perform pre-filtering operation on the image with Repeated Rows. It turned the scalar wavelet into discrete multiwavelets transform and then selected the the low frequency subband. For the security of the watermark, the watermark logo is scrambled with a secret key. With the good performance of Quantization Index Modulus Modulation(QIMM), it embedded the watermark bit to different sub-bands and realized blind watermark extraction. Experiments showed that the algorithm in this paper had good image quality and robustness. It also increased the embedding capacity.

Key words : discrete multiwavelets transform; quantization index modulus modulation; watermark; robustness.

图像水印技术在内容保护、防篡改等领域有着广泛应用. 图像水印技术大体可以分为两类: 空域水印方法和变换域水印方法. 空域水印方法在原图像上直接进行数据运算, 简单易用但鲁棒性较差; 变换域水印方法是将水印信息嵌入图像的变换域中, 有很好的鲁棒性, 是当前研究的一个热点. 离散傅立叶变换(DFT)[1]、离散余弦变换(DCT)[2]、Contourlet 变换(CT)[3]、离散小波变换(DWT)[4]等都是著名的变换域水印方法.

研究人员对图像水印提出了很多的改进方法, 袁修贵和周振[5]利用小波分解准则对载体图像进行四层小波分解, 提出一种新的基于DWT 、DCT 和SVD 的水印算法, 提高了水印的鲁棒性, 但在提取过程中用到了原始水印和原始载体图像的部分信息, 未能实现

① 收稿时间:2014-01-23;收到修改稿时间:2014-03-10

盲提取; 龚劬等人[6]充分利用了图像的边缘纹理特征, 并结合模糊均值聚类技术提出了一种基于邻域与FCM 的多小波域盲水印算法, 但算法的鲁棒性对嵌入水印的位置及嵌入强度极为敏感; 兰世爽和孙劲光[7]通过改进的SIFT 算法对水印信号进行同步, 提出了一种可有效抵抗几何攻击的鲁棒数字水印算法, 但算法的计算复杂度较高; 徐端全和朱光喜[8]提出了一种DCT 域量化索引调制(QIM)水印算法, 在确保视觉质量的前提下, 得到良好的水印性能, 但水印的容量受到了限制.

本文把DWT 扩展到了多小波变换(DMWT), 采用量化索引模数调制(Quantization Index Modulus Modulation, QIMM)[9]把原始载体数据量化到不同的量