基于電子水印在圖像保護上的研究

呂岳海

摘 要：在網絡技術高速發展的時代，圖像原始信息及版權的保護顯得尤為重要。本文將信息隱藏與數字水印技術相結合，利用haar小波變換將特定的信息嵌入到圖像中，以達到標識及版權保護等目的。本文使用剪切、壓縮的攻擊手段驗證了數字電子水印的可靠性。

關鍵詞：haar函數;小波變換;數字電子水印

在網絡技術高速發展的今天，人們經常通過PS等技術手段對一些圖形圖像進行加工變化，使得原圖像內的信息發生變化。為了對原圖像信息加以保護，我們通常會采用數字電子水印技術^[1]。

一、haar小波函數

原圖像經過haar函數小波變換后，被分解成1個低頻部分和3個高頻部分。根據高頻的變化量在低頻部分嵌入特定格式的“0”“1”數據就可以使原圖像的信息得到保護^[2]。

函數公式如下所示：

二、電子水印

對于原圖像，可嵌入最多比特數目為。N為圖像總像素。

對已嵌入了電子水印的圖像進行水印提取時，根據小波系數為奇偶數的不同，提取出來的信息分別為“1”或“0”。

提取效果用det_y來進行評價^[2]。

ξ為嵌入電子水印的總數;s_y為電子水印信息。

三、電子水印2bits一種類信息的嵌入

嵌入的電子水印由以前的1比特信息“0、1”改為2比特的信息“00、01、10、11”。

四、電子水印的可靠性驗證

嵌入的電子水印比特量越多，提取出的信息就越完整。但是嵌入過多比特量的電子水印后會對圖像畫質產生一定的影響。

當對圖像進行數字電子水印嵌入的時候，發生了錯誤的情況時，采用漢明碼進行修正。

本文通過對3幅圖像分別嵌入多種比特量的電子水印后，通過PSNR來對畫質進行評價。PSNR的基準值為30db。

（一）圖像被剪切后電子水印的提取

（二）圖像被壓縮后電子水印的提取

（三）嵌入電子水印后圖像的畫質

下表中的嵌入水印率為PSNR基準值以上時的最大值。

結論

由以上實驗數據可知，通過新型嵌入方法能夠對原始圖像起到有效地信息保護作用。并且，根據多幅圖像的驗證，加入了69%以下的電子水印時，不會對圖像畫質產生不良影響。

參考文獻

[1] N.F.Johnson，S.Jajodia.ExploringSteganography：SeeingtheUnseen.IEEEComputer，1998，31（2）：26-34.

[2] 王炳錫，陳琦，鄧峰森.數字水印技術[M].西安：西安電子科技大學出版社，2003.