混沌理论在水印置乱中的应用.pdf

第19卷第1期电子设计工程20l1年1月
Vo1．19No．1ElectronicDesignEngineeringJan．201l

混沌理论在水印置乱中的应用

陈益飞，曹瑞
(盐城工学院信息工程学院，江苏盐城224051)

摘要：为提高水印的安全性，消除图像水印像素之间的空间相关性，尽可能地分散错误比特．提出了利用Arnold变换
以及混沌理论对水印进行置乱预处理方案从减弱生成的混沌序列前后数值之间的相关性出发．提出了一种随机混
沌水印置乱算法，它的混沌初值是由一个随机产生的指针从一个随机生成的数组中选取的，在从混沌序列中选取一
个原始位置序列时，并没有进行连续选取，而是根据算法中随机产生的一个扩展系数进行等间隔地抽取，此处类似于
模拟信号转化为数字信号时，进行等间隔采样的原理。对原混沌置乱算法进行改进，从而提高了混沌序列的初值灵敏
性和置乱效率

关键词：水印；混沌；置乱；Arnold变换；灵敏性
中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1674—6236(2011)01—0l57—04
Applicationofthechaostheoryinthewatermarkingscrambling

CHENYi—fei，CAORui
(SchoolofInformationandEngineering，YanchengInstituteofTechnology，Yancheng224051，China)

Abstract：Forenhanceingthewatermarksecurity，eliminatingthespatialrelevancebetweentheimagewatermarkpicture

element，anddispersingthewrongbitasfaraspossible，thispaperproposedthepretreatmentplanusingtheArnold

transformationaswellasthechaostheorytocarryonthescramblewatermark．Inordertoweakenthecorrelationbetween

beforeandafterthestartingvalueofchaoticsequence，arandomchaoticwatermarkscramblingalgorithmwasproposed，It’S

chaosinitialvaluewasrandomlygeneratedbyapointerfromarandomlygeneratedselectedaray．Whenaoriginallocation

sequencewasselectedfromthechaoticsequence，therewasnocontinuousselection，butbythealgorithmanextended

coefcientwasextractedinevenlyinteralandintherandom．Itissimilartotransforminganalogsignalsintodigitalsignals

usingsamplingintervalprinciple．Improvingtheprimitivechaosscramblealgorithmenhancesthechaossequencestarting

valuesensitivityandthescrambleefficiency．

Keywords：watermark；chaos；scramble；Arnoldtransform；sensitivity

伴随着人们对信息安全和保密的日益重视，在图像加密在数字水印技术中得到了很好的应用．但利用Arnold变换以
中。置乱技术主要关心的是加密强度或解密难度，图像置乱及混沌理论对水印进行置乱预处理及恢复。可缩短恢复时间，
成为数字水印技术的一个重要研究课题。所谓置乱，就是利提高置乱恢复效率，是一种快捷，合理的置乱恢复方案。
用数字图像具有的数字阵列的特点，搅乱图像中像素的位置
1Arnold变换的基本原理
或颜色使之变成一幅杂乱无章的图像．达到无法辨认出原图
像的目的。近年来，随着数字水印的兴起，置乱技术又有了新Arnold变换，俗称“猫脸变换”(Catmapping)，是V．J．
的应用。在水印技术中，应该重点考虑：1)图像的置乱效果尽Arnold在遍历理论的研究中提出的一类裁剪变换I1I，它可以
可能好；2)图像置乱和复原的开销(时问和计算量)尽可能抽象为在平面单位正方形内绘制一个猫脸图像。这个猫脸图
少。图像置乱作为数字水印技术的～项基础性工作，能够