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基于Logistic混沌映射和IWT-SVD量化的盲鲁棒水印算法
摘要
随着数字技术的迅速发展，数字信息的安全保护变得越来越重要。水印技术作为数字信息保护的一种重要手段，得到了广泛的应用。本文提出了一种基于Logistic混沌映射和IWT-SVD量化的盲鲁棒水印算法。该算法采用Logistic混沌映射生成的随机序列作为水印嵌入的位置，在IWT-SVD域中对水印进行分块并进行量化操作，以提高其鲁棒性。实验结果表明，该算法具有很好的盲水印嵌入和提取性能，能够有效地抵抗常见攻击。
关键词：水印算法、盲水印、混沌映射、IWT-SVD、鲁棒性、量化
Abstract
Withtherapiddevelopmentofdigitaltechnology,thesecurityprotectionofdigitalinformationhasbecomeincreasinglyimportant.Watermarkingtechnology,asanimportantmeansofdigitalinformationprotection,hasbeenwidelyused.Inthispaper,arobustblindwatermarkingalgorithmbasedonLogisticchaoticmappingandIWT-SVDquantizationisproposed.ThealgorithmusestherandomsequencegeneratedbyLogisticchaoticmappingasthepositionofwatermarkembedding,anddividesthewatermarkintoblocksinIWT-SVDdomainandquantizesittoimproveitsrobustness.Theexperimentalresultsshowthatthealgorithmhasgoodperformanceinblindwatermarkembeddingandextractionandcaneffectivelyresistcommonattacks.
Keywords:watermarkingalgorithm,blindwatermark,chaoticmapping,IWT-SVD,robustness,quantization
1.引言
数字信息技术的快速发展，创造了无数的经济和社会利益。然而，随着数字信息的快速传播和便捷性，也带来了数字信息安全问题。面对信息安全威胁和隐私泄露等问题，数字水印技术成为了保护数字信息安全和完整性的重要手段之一。
数字水印是将一串难以被察觉的信息嵌入到数字图像、音频、视频等多媒体文件中，以实现版权保护、数据源追踪等目的。数字水印技术主要包括有损和无损两种方式。而无损水印技术又包括可见和不可见两种方式，其中不可见方式更广泛应用。
在数字水印技术中，盲水印是一种重要的方法。盲水印是指在不知道原始图像的情况下，能够在数字图像中嵌入水印以及从带有水印的数字图像中提取出水印的技术。与非盲水印相比，盲水印具有更高的实用性，因为在实际应用过程中，原始图像通常是不可用或无法获得的。
本文提出了一种基于Logistic混沌映射和IWT-SVD量化的盲鲁棒水印算法。该算法采用混沌映射生成的随机序列作为水印嵌入的位置，在IWT-SVD域中对水印进行分块并进行量化操作，以提高其鲁棒性。
2.相关工作
在数字水印领域，最早的研究主要集中在频域水印嵌入和提取技术上。随着数字媒体技术的发展，时域水印技术也逐渐受到了关注。
对于数字水印技术，鲁棒性是一种非常重要的性能指标，指的是水印对各种攻击操作的抵抗能力。近年来，研究人员提出了许多基于时域、频域、空间域等不同领域的鲁棒水印算法，以增强水印的抗攻击性。
与此同时，随机序列嵌入法成为了一种常用的盲水印嵌入方法。随机序列嵌入法在水印嵌入和提取过程中都不需要原始图像，能够有效地提高水印的实用性和安全性。
3.算法设计
本文提出的基于Logistic混沌映射和IWT-SVD量化的盲鲁棒水印算法主要包括三个步骤：水印嵌入、攻击处理和水印提取。
3.1.水印嵌入
该算法使用基于Logistic混沌映射生成的随机序列作为水印嵌入的位置。首先，将原始图像分为N×N个像素块，在每个像素块上进行IWT-SVD变换，得到m×n的分块系数矩阵。将待嵌入的水印分为若干个长度为L的子水印，再将每个子水印按顺序转化为b位二进制数字。
设第k个子水印对应的随机数为Sk，则第k个子水印应当嵌入的位置为（xk,yk），其值为：
```
(xk,yk)=(mod(Sk,N),mod(floor(Sk/N),N))
```
将第k个子水印的b个二进制数依次嵌入到（x