一二三四在线播放免费观看中文版视频, 上门服务24小时接单app免费安装, 久久久久久久久久久久久久久久久久久, 忘忧草视频在线播放免费观看黄片下载,超碰人人爽爽人人爽人人,中国一级A片AAA片,欧美老妇肥熟高清,久久精品最新免费国产成人,久久人人97超碰CaOPOren

首頁 | 注冊 | 登陸 | 網站繁體 | 手機版 | 設為首頁 長沙社區(qū)通 做長沙地區(qū)最好的社區(qū)門戶網站 正在努力策劃制作...
注意:網站查詢并不一定完全準確,使用請先核實! 畢業(yè)論文查詢

 

請選擇: 請輸入關鍵字:

 

分塊DCT的自適應擴頻水印算法

分塊DCT的自適應擴頻水印算法

    摘要:本文提出了一個利用塊分類的DCT域自適應擴頻圖像水印算法。嵌人的水印是一個可視二值圖像,用兩個不相關的偽隨機序列分別代表水印信息中的0和1,從而達到擴頻的目的。將擴頻后的水印信號,嵌入到分塊DCT域的中低頻段系數中的過程中,充分考慮到了局部圖像的復雜度,能夠自適應地調整嵌入強度,提取水印信號無需使用原始圖像。仿真實驗表明:圖像經過JPEG有損壓縮、低通與中值濾波和剪切等圖像處理操作后仍是穩(wěn)健的。
    關鍵詞:分塊DCT 擴頻 HVS 圖像 水印 算法
    1 引言
    數字水印技術是指在宿主數字媒體(圖像、聲音、視頻)等中嵌入一定量的數字信息,例如作者的電子簽名、日期、公司圖標等,用以證明作品的所有權,并可作為起訴非法侵權的證據,從而保護作品原創(chuàng)者的合法利益。數字水印技術不同于傳統(tǒng)的數據加密,其目的不是限制對數據的存取,而是保證嵌入的數據不可侵犯和可恢復。其基本要求有:透明性,是指在宿主數字媒體中嵌入一定量的數字水印信息后,不會引起原媒體明顯的降質現象,隱藏數據不易察覺,即無法人為地看見或聽見;魯棒性,是指數字水印必須對施加于宿主媒體的各種變換操作(如有損壓縮、濾波和剪切等)具有免疫性,即水印信息不能因為施加于宿主媒體的某種變換操作而丟失;安全性,是指數字水印能夠抵擋各種蓄意的攻擊,很難被他人所復制和偽造,只要其不知道控制該算法的密鑰。
    2 已有的基于DCT域的圖像水印算法分析
    較早利用分塊DCT的水印技術是Koch .E、Zhao.J的文章[1],他們的水印方案是用一個密鑰隨機的選擇圖像的一些分塊,在頻域的中頻上稍稍改變一個三元組來隱藏二進制序列信息。這種方法對有損壓縮和低通濾波是穩(wěn)健的。Cox等[2]提出了著名的基于圖像全局變換的數字水印技術,該方案對整個圖像作離散余弦變換(DCT),然后將水印嵌入到預先設定的低頻分量中,水印信號由高斯分布的實數序列組成,算法不僅在視覺上具有不可察覺性,而且穩(wěn)健性也非常好,可經受JPEG壓縮、濾波、剪切等攻擊。Barni等[3]提出一種利用HVS掩蔽特性的基于DCT的水印算法,在水印嵌入階段,對 的圖像進行 的DCT變換,對DCT系數按Zig-Zag掃描重新排列為一維向量,留下向量中開始的L個系數不作修改,對第L個系數后面的M個系數進行修改以嵌入水印。黃繼武等人[4] 在對DCT系數DC和AC分量的定性和定量分析的基礎上,指出DC分量比AC分量更適合嵌入水印,嵌入DC分量的水印具有更好的穩(wěn)健性,并提出了一個利用DC分量的自適應算法。
    以上算法至少有以下兩個缺點:①在水印提取過程中使用了原始圖像,這一點在實時的網絡環(huán)境中很難做到;②只能給出水印存在有無的回答,在許多應用場合要求水印是有意義的,如一個二維圖像(商標、印鑒等)。顯然,這種有意義的水印所包含的信息量、可感知性、可辯識性及保密性,是無意義的偽隨機噪聲所不能比擬的。
    本文在研究了前人算法的基礎上,提出了一個利用塊分類的DCT域自適應擴頻圖像水印算法,嵌入的水印是一個可視二值圖像。用兩個不相關的偽隨機序列分別代表水印信息中的0和1,從而達到擴頻的目的,將擴頻后的水印信號,嵌入到分塊DCT域的中低頻段系數中。在嵌人過程中充分考慮到了局部圖像的復雜度,能夠自適應地調整嵌人強度,水印檢測算法不需要原始圖像,實現了盲檢測。仿真實驗表明:圖像經過JPEG有損壓縮、低通與中值濾波、剪切等圖像處理操作后仍是穩(wěn)健的。
    3 數字水印嵌入算法具體步驟
    本文算法基本框圖如圖1所示,以下對各步驟作詳細介紹。
    圖1 水印嵌入算法框圖
    3.1 原始圖像分塊
    設原始圖像為f(x,y),首先將 f(x,y) 分割為互不覆蓋的8×8子塊,記為
    Bm={fm(i,j),0≤ m =0,1,...,M-1 ≤7}m =0,1,...,M-1 ,對 Bm進行DCT變換,得到:
    = =DCT{ ,0≤ ≤7}m =0,1,...,M-1 (1)
    3.2 基于視覺掩蔽特性的塊分類
    本文借鑒黃繼武等[5]提出的算法,水印的嵌入過程可以看成在一個強背景(原始圖像)上疊加一個弱信號(數字水印),只要信號低于HVS的對比度門限,視覺系統(tǒng)就無法感覺到信號的存在。根據HVS的對比度特性,該門限受背景照度,背景紋理復雜性和信號頻率的影響,一般說來,背景越亮,紋理越復雜,門限就越高。即可以嵌入更高強度的水印信號,根據圖像的局部紋理復雜性,盡可能提高嵌入水印的強度,這是提高水印穩(wěn)健性的有效辦法。為此,把圖像分為三類,以便疊加不同強度的水印分量。第1類(R1)平均灰度較低(暗),且灰度變化比較平滑,HVS對其中像素值的改變較為敏感,疊加的水印分量的強度最弱;第3類( R3)平均灰度較高,且紋理復雜,HVS對其中像素值的改變敏感性最弱,疊加的水印分量的強度最強;余下的為第2類( R2)。
    設背景照度為 I,根據Weber定律,在均勻背景下,人眼剛好可以識別的物體照度為 , 滿足: 。文中定義了如下衡量塊均勻度的參數:
    (2)
    其中 為 的灰度均值。上式的物理意義是:決定物體照度可見度的應該是對比度而非照度絕對差,加權系數 作為修正因子, 根據下式確定:
    = (3)
    ,當 較小時, 被認為比較均勻;反之, 較大時, 被認為包含紋理和邊緣。文獻中提到利用 作為塊均勻度的測量標準,其結果優(yōu)于利用塊方差作為標準的情況。
    塊分類器可描述如下:
    如果 且 ,則 。
    如果 且 ,則 。
    若上述兩種情況均不滿足,則 ,其中T1、T4為門限,可由實驗確定。
    3.3 水印的預處理
    設二值水印表示為: , ,很明顯,如果不打亂水印的空域關系,直接把可視的二值水印加到原始圖像的中頻段,那么一個簡單的圖像剪切操作就會把水印破壞掉,因此,在嵌入水印之前,首先對其進行置亂處理,本文采用一個時間復雜度較低的隨機算法來打亂水印的空間順序。
    }(4)
    其中, 是原始像素點 經過隨機排序后得到的亂序水印像素點。
    圖2 水印隨機排序示意圖
    首先,利用密鑰K1產生0到 的隨機數作為原始水印每個像素點的標號,然后利用桶分類排序算法將這些隨機標號按由小到大排序,隨機標號的順序排序使得標號所標識的原始水印像素點隨機排序,這種方法的時間復雜度為 ,以32×32二值水印為例,排序過程由圖2所示。
    3.4 水印擴頻
    擴頻調制具有抗干擾、低功率譜密度、保密性好等許多優(yōu)點,它是利用偽隨機序列對被傳輸信號進行頻譜擴展,使之占據的帶寬遠遠超過所必需的最小帶寬,其本質是利用帶寬換取信噪比。在水印算法中,它是利用水印信道的容量換取算法穩(wěn)健性的改善。本文提出采用兩個不相關的偽隨機序列來代表二值水印信息中的0和1,從而實現頻譜擴展的目的,首先利用密鑰K2產生一個種子,在此種子下,生成兩個不相關的偽隨機序列:PN_zero,PN_one。
    , (5)
    其中 L 由8×8DCT系數矩陣的中頻段長度決定,然后根據二值水印信息的0或1,分別嵌入PN_zero或PN_one。本文采用的擴頻方案具有簡單易實現和穩(wěn)健性好的優(yōu)點。
    3.5 水印嵌入
    為了在魯棒性和透明性之間進行折中,本文將二值水印經擴頻后的偽隨機序列嵌入到各圖像塊的中低頻段系數中。實驗中采用的二值圖像是 16×16 的字符圖像,原始圖像是256× 256 的Lena圖像。原始圖像經過8×8分塊后,有1024個子塊,而二值圖像的總長度為256,因此把二值圖像周期擴展為長度為1024的向量,然后再嵌入到原始圖像,使水印具有更好的抵抗剪切攻擊能力。首先對B`m(m =0,1,...,M-1) 的系數按Zig-Zag順序讀取(如圖3(a)),本文對水印的嵌入位置和偽隨機序列的長度進行了大量的實驗,發(fā)現在圖3(b)為1的位置嵌入偽隨機序列, 水印具有較好的魯棒性和透明性。
    將按Zig-Zag順序讀取的每一分塊系數重新排列為一維向量 ,并取出系數中第 L+1到L+N 的中低頻段部分,得:
    ,
    根據圖3知 L =14, N =13,偽隨機序列由 N 個實數隨機數組成:
    按下式將偽隨機序列嵌入到 中:
    當message(m)=0, (6)
    當message(m)=1, (7)
    (a)Zig-Zag讀取順序 (b)水

分塊DCT的自適應擴頻水印算法印嵌入位置
    圖3 Zig-zag讀取順序及水印嵌入位置
    message為二值水印行掃描重復4次后排成的一維向量。它的長度和原圖像塊個數均為1024, 為拉伸因子,根據塊的類別而變, 可由實驗確定,對應R1、R2,本文根據實驗確定 分別為6、8、12。
    將修改系數后的一維向量再逆Zig-Zag掃描變換為二維矩陣,然后分塊做IDCT變換,即得到嵌有水印的圖像。
    4 數字水印提取算法具體步驟
    水印提取框圖如圖4所示,水印檢測不需要原始圖像。
    圖4 水印檢測算法
    4.1 含水印圖像分塊
    設嵌入水印的圖像為 ,首先將 分割為互不覆蓋的8×8子塊,記為 ,對 進行DCT變換,得到:
    = =DCT{ ,0≤ ≤7} (8)
    4.2 解擴
    對各8×8DCT分塊系數矩陣 按Zig-Zag讀取順序排列為一維向量,提取每一列向量 L+1到 L+N的系數,設該系數組成的一維向量為:
    ,
    將 和嵌入過程中的兩偽隨機序列分別作相關運算,從而判決嵌入的原始水印信息是0或1。
    設:Sequence_zero(m)=corr2(PN_zero, ),
    Sequence_one(m)=corr2(PN_one, )
    則:if Sequence_zero(m)> Sequence_one(m)
    message(m)=0;
    else message(m)=1;
    對每一子圖像塊進行相關運算,就可把置亂水印的一維向量message提取出來。
    4.3 水印反置亂
    原始水印在嵌入前經過了置亂處理,因此須對提取出的水印message進行反置亂。首先根據密鑰K1產生0到 的隨機數,該隨機數即為message向量中每個像素點的標號,按照正常順序重新排列message向量,就可還原出原始水印的一維向量,因為水印嵌入過程中是重復4次嵌入的,因此把該一維向量分為4段,運用多數原則提取原始水印,再將原始水印逆變換為二維矩陣,即恢復出二值水印。
    4.4 水印的檢測與評價
    本文是將視覺上可直觀認知的二值水印作為水印,所以人眼的主觀評價可以作為水印抽取的一個評價標準,除此之外,也可從理論上定義歸一化相關系數 作為另一個評價水印抽取算法的客觀標準,設初始水印為 ,抽取水印為 ,則:
    (9)
    相關系數在0、1之間,其值越大,水印魯棒性越好。如果該相關系數 超過某一閾值,就判定圖像中存在此二值數字水印圖像(閾值由用戶根據數字水印的具體應用背景而確定),本文閾值選為0.5。
    5 實驗結果
    本文的實驗結果是基于MATLAB6.5仿真得到的,圖5給出的是二值水印嵌入與提取的實例。其中256×256的標準Lena圖像作為原始圖像,16 ×16的二值字符圖像作為水印。
    (a)原始圖像 (b)嵌入水印后的圖像 PSNR=35.761
    (c)初始水印 (d)亂序水印 (e)抽取水印 ρ=1
    圖5 算法水印加入與抽取實例
    嵌入水印的圖像質量的客觀評價采用峰值信噪比PSNR來度量,水印檢測結果的客觀評價采用相關系數 來衡量。從圖5中可看出,水印嵌入原始圖像后,具有良好的不可見性,抽取水印的相關系數為1。為驗證算法的穩(wěn)健性,我們對含水印圖像進行了一系列攻擊實驗。
    5.1 剪切攻擊
    在圖像處理中,一個圖像不重要的部分經常被剪切掉,我們從不同角度對圖像進行了剪切實驗。圖6是各種不同角度的剪切圖像及提取出來的水印圖像,由實驗結果可看出,水印抵抗剪切的能力非常強。
    (a)PSNR=9.2218 (c) PSNR=9.8892 (e)PSNR=7.9505 (g)PSNR=9.9313
    (b) ρ=0.98198 (d)ρ=0.99475 (f)ρ=0.99475 (h)ρ=0.99736
    圖6 剪切圖像及提取出的水印
    5.2 JPEG壓縮
    將嵌入水印的圖像經過品質因子為70%、60%、50%、40%、30%的JPEG壓縮,由圖7可以看出,本文算法具有較強的抵抗JPEG壓縮能力,在品質因子達到30%時,水印圖像才變得模糊,但這時原始圖像也破壞嚴重。
    (a) Quality 70% (b) Quality 60% (c) Quality 50% (d) Quality 40% (e) Quality 30%
    ρ=1 ρ=1 ρ=0.9868 ρ=0.91149 ρ=0.77918
    圖7 JPEG壓縮后提取的水印
    5.3 加噪
    加噪對水印的影響最大,圖8(a)是對含水印的圖像加入均值為0,方差為0.005的高斯噪聲,(c)圖是對應(a)圖提取出的水印;(b)圖是加入噪聲強度為0.04的椒鹽噪聲,(d)圖是對應(b)圖提取出的水印。
    (a)高斯噪聲圖像 (b)椒鹽噪聲圖像
    PSNR=22.303 PSNR=18.641
    ( c )ρ=0.9867 (d)ρ=0.94501
    圖8 加噪圖像及提取的水印
    (a)中值濾波(3×3) (c)均值濾波(3×3)
    PSNR=30,114 PSNR=27.636
    (b)ρ=0.95403 (d)ρ=0.90567
    圖9 濾波圖像及提取的水印
    5.4 濾波攻擊
    圖9(a)是對嵌入水印的圖像進行中值濾波(3×3),(b)圖是恢復出的水印;(c)圖是對嵌入水印的圖像進行均值濾波(3×3),(d)圖是恢復出的水印。
    5.5 銳化
    銳化對水印的影響比較大,當銳化進行到一定程度時會對水印產生破壞,圖10是用高通掩模H=〔0 –1 0;-1 5 –1;0 –1 0〕對圖像進行卷積得到的的圖像,此時水印仍可以完整地提取出來。
    6 結論
    本文提出的算法具有以下特點:①所討論的方法是將一幅二值圖像作為水印嵌入到原始宿主圖像中,這樣水印比起傳統(tǒng)方法所處理的序列碼具有豐富的信息量和特定的標識性;原始水印經偽隨機排序置亂,偽隨機數由密鑰決定,增加了水印的保密性。②擴頻方案是用兩個不相關的偽隨機序列分別代表水印信息中的0和1,然后重復4次嵌入到原始圖像中,因此具有較強的抗剪切、JPEG壓縮等攻擊的能力。③在嵌人過程中充分考慮到了局部圖像的復雜度,能夠自適應地調整嵌人強度,使嵌入水印后的圖像保持了較好的品質。④水印的嵌入位置經過大量實驗選擇在分塊DCT域的中低頻段,能在魯棒性和透明性之間得到較好的協(xié)調。⑤水印檢測不需要原始圖像,實現了盲檢測,具有實用價值。
    本文算法沒有抵抗旋轉攻擊的能力,并且嵌入的信息量不大,在今后的研究中,作者將對此作進一步的研究。
    參考文獻
    [1]Koch E,Zhao J. Towards robust and hidden image copyright labelling,In:proc of IEEE workshop on Nonlinear Signal Processing,1995,452~455.
    [2]Cox I J,Kilian J,Leighton T .Secure Spread Spectrum Watermarking for Multimedia .IEEE Transaction on lmage processing,1997,6(12):1 673-1 687
    [3]Barni M et al. A DCT-domain system for robust image watermarking,Signal Processing,1998,66:352~372
    [4]黃繼武,SHI Y Q.程衛(wèi)東.DCT域圖像水印:嵌入對策和算法.電子學報,2000,28(4):386~389
    [5]黃繼武,SHI Y Q. 一種自適應圖像水印算法.自動化學報,1999,25(4):476~482
    [6]汪春生,程義民,王以孝. 一種基于塊分類的自適應數字水印算法[J]. 計算機工程與應用,2002,38 (21):105~109
    [7

分塊DCT的自適應擴頻水印算法]王建折,姜星明. 一種基于DCT變換的數字水印技術[J]. 計算機工程與應用,2002,38 (6):105~105
    [8]Tao B,Dickinson B. Adaptive Watermarking in the DCT Domain. International Conf.on Accoustics,Speech,and Signal Processing(ICASSP),1997,4:2985~2988
    關鍵詞:分塊DCT;擴頻;HVS

 

文章標題 相關內容  

1

當代建筑節(jié)能設備與產品的發(fā)展趨勢 當代建筑節(jié)能設備與產品的發(fā)展趨勢人們對室內環(huán)境質量的要求在提高。為滿足這種要求,建筑中增設了多種建筑設備系統(tǒng)。因此而帶來了建筑耗能的增加。國際上在經歷數次能源危機以及對礦物能能源資源的不可回復性和溫室效應對自下而上環(huán)境的負面影響的認識越來越清楚之后,提出了控制礦物能源用量的增長,提高用能.... 詳細

2

中國建企海外發(fā)展缺什么 中國建企海外發(fā)展缺什么

中國建企"一頭睡獅"

  自1985年以來,我國對外承包工程業(yè)務以年均遞增25%的速度實現了快速增長。在20世紀最后一次國際最大的工程承包商排名中,我國有33家建筑企業(yè)躋身于世界225強,就發(fā)展速度和取得成績而言已相當不錯。但是若要在技術、資金....

詳細

3

中國集體建筑經濟實現歷史大跨越 中國集體建筑經濟實現歷史大跨越黨的十一屆三中全會以來的二十年,是我國城鄉(xiāng)集體建筑經濟改革不斷深化,取得重大突破和輝煌成就,為我國社會主義建設事業(yè)作出重要貢獻的二十年;仡櫢母餁v程,總結改革成就與經驗,對于促進集體建筑經濟的持續(xù)穩(wěn)定健康發(fā)展,推動建筑業(yè)成為國民經濟的支柱產業(yè),具有重要意義。.... 詳細

4

高、大型建筑自動消防設計探討廈門中建東北設計院 高、大型建筑自動消防設計探討廈門中建東北設計院高、大型公共建筑、工業(yè)廠房、儲存?zhèn)}庫等隨著我國經濟建設的發(fā)展不斷涌現,這些建筑物無論在體型大小、空間高度使用功能、裝修標準等方面均較過去50-70年代修建的同類型建筑更具現代化、大型化、非標準化。

高大空間的民用建筑如:大型劇場....
詳細

5

申奧成功帶給裝飾業(yè)的沖擊和影響 申奧成功帶給裝飾業(yè)的沖擊和影響盡管金錢無法凌駕于奧林匹克精神之上,但誰也無法忽視奧林匹克運動對于經濟的助推,申奧成功帶給了我們巨大的喜悅,同時也引來各行各業(yè)人們的思考:申奧成功會帶給我們什么。室內裝修、設計、材料、家具企業(yè)的相關人士一致認為,申奧成功帶給室內裝飾行業(yè)和建材市場的影響,主要.... 詳細

6

論城市客運形象設計 論城市客運形象設計 城市客運形象是指城市客運管理者、經營者在經營管理城市客運市場過程中所表現出來的,并得到廣大市民群眾普遍認可的一種總體印象。它包括管理者形象、經營者形象以及客運工具形象等。所謂城市客運形象設計就是通過提高管理者依法管理、經營者依法經營的能力,制定和完善一系列客.... 詳細

7

慣性效應在混凝中的動力學作用 慣性效應在混凝中的動力學作用(提要)本文首次從湍流微結構的尺度即亞微觀尺度對混凝的動力學問題進行了研究,提出了慣性效應是絮凝的動力學致因;提出了湍流剪切力是絮凝反應中決定性的動力學因素,并建立了絮凝的動力相似準則。文章指出擴散過程應分為宏觀擴散與亞微觀擴散兩個不同的物理過程,而亞微觀擴散.... 詳細

8

黑龍江省小城市(鎮(zhèn))發(fā)展戰(zhàn)略與對策 黑龍江省小城市(鎮(zhèn))發(fā)展戰(zhàn)略與對策一、小城市(鎮(zhèn))發(fā)展戰(zhàn)略與對策研究的重要性

改革開放以來,小城市(鎮(zhèn))的發(fā)展成為我省城市化進程中最重要的促進力量,小城市(鎮(zhèn))在我省社會經濟的發(fā)展中起著重要的作用。對小城市(鎮(zhèn))發(fā)展戰(zhàn)略與對策的研究是十分重要而且急迫的。

1、....
詳細

9

試論城市可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃十大問題 試論城市可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃十大問題摘 要:可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略成為中國城市跨世紀發(fā)展的必然選擇。本文初步以哈爾濱市為例探討了城市可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃的背景、依據、準則、方法、戰(zhàn)略目標、社會措施、經濟措施、工程措施、生態(tài)建設及與國家政策的戰(zhàn)略對接等十大戰(zhàn)略問題。

一、一個共識:城市規(guī)劃實施可....
詳細

10

寒地國際性城市:哈爾濱市可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇 寒地國際性城市:哈爾濱市可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇 提要:本文首先探討了為適應兩個根本轉變、尤其是貫徹落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略思想,重新謀劃城市發(fā)展方略所應遵循的若干準則;其次,針對哈爾濱市可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略問題,從歷史、現實、未來等大的時間視角和不同地域層次的空間視點,探討了寒地國際性城市作.... 詳細
243條記錄 1/25頁 第頁 [首頁] [上頁] [下頁] [末頁]

 

注意:網站查詢并不一定完全準確,使用請先核實! 理工論文分類