基于奇异值分解的小波域图像水印算法.docx

基于奇异值分解的小波域图像水印算法
基于奇异值分解的小波域图像水印算法
摘要：随着数字图像的广泛应用，保护图像的版权问题变得尤为重要。图像水印技术作为一种有效的版权保护手段，受到了广泛关注。本论文提出了一种基于奇异值分解的小波域图像水印算法。该算法通过将原始图像分解为多个小波子带，然后对每个小波子带进行奇异值分解，得到其特征奇异值。然后，将水印嵌入到各个特征奇异值中，再将嵌入水印后的特征值进行逆变换，得到包含水印的小波子带。最后，将所有小波子带合并逆变换得到嵌入水印的图像。实验结果表明，该算法在保持图像质量的同时，能够有效抵抗一系列常见的攻击。
关键词：数字图像水印；小波变换；奇异值分解；图像质量
1.引言
数字图像水印技术是一种将可能具有版权的信息嵌入到数字图像中的技术。借助数字图像水印技术，可以对图像进行身份验证、版权保护和图像完整性验证等操作。在图像水印技术中，嵌入水印最常用的方法是将水印嵌入到图像的频域或空域，其中小波域图像水印技术被广泛应用。小波域图像水印算法通过对图像进行小波分解，将图像分解为多个小波子带并嵌入水印，具有较强的鲁棒性和不可见性。
2.相关工作
在小波域图像水印算法中，奇异值分解是一种常用的技术。奇异值分解算法能够将一个矩阵分解为三个矩阵的乘积，其中一个矩阵包含了原矩阵的特征信息。奇异值分解算法在图像处理领域被广泛应用，如图像压缩、图像去噪和图像恢复等。在图像水印领域，奇异值分解算法通常被用于将水印嵌入到图像的小波子带中。
3.提出的算法
针对传统奇异值分解算法对图像质量的影响以及在嵌入水印后易受到各种攻击的问题，本论文提出了一种改进的基于奇异值分解的小波域图像水印算法。该算法的基本流程如下：
步骤1：对原始图像进行小波分解，得到多个小波子带。
步骤2：对每个小波子带进行奇异值分解，得到其特征奇异值。
步骤3：将水印信息嵌入到各个特征奇异值中。
步骤4：对嵌入水印后的特征奇异值进行逆变换，得到包含水印的小波子带。
步骤5：将所有小波子带进行合并逆变换，得到嵌入水印的图像。
以上步骤中，嵌入水印的具体方法可以根据实际需求选择。在本算法中，我们采用了最低有效位法进行水印嵌入。即将水印信息的每个比特嵌入到特征奇异值的最低有效位上。通过控制嵌入强度，可以实现嵌入水印的透明度控制。
4.实验结果
为了验证所提出的算法的有效性和鲁棒性，我们进行了一系列实验。在实验中，我们使用了包含不同内容的图像作为原始图像，并采用不同的攻击方式对其进行攻击，比如旋转、缩放和添加噪声等。实验结果表明，所提出的算法在保持图像质量的同时，能够有效抵抗各种攻击。
5.结论
本论文提出了一种基于奇异值分解的小波域图像水印算法。通过对原始图像进行小波分解和奇异值分解，将水印嵌入到特征奇异值中，最后通过逆变换得到嵌入水印的图像。实验结果表明，所提出的算法在保持图像质量的情况下，具有较强的鲁棒性和不可见性。未来的研究可以继续改进算法的鲁棒性和容量，以满足实际应用的需求。
参考文献：
[1]Xiao,J.,Zhu,Z.,Tang,J.,etal.(2016).Animprovedimagewatermarkingschemebasedonsingularvaluedecompositionandquantum-behavedparticleswarmoptimization.Optics&LaserTechnology,87,141-150.
[2]Liu,R.,Liu,X.,&Zhang,H.(2017).Digitalimagewatermarkingalgorithmbasedonsingularvaluedecompositionandmutual-information-basedselection.IETImageProcessing,11(11),1071-1080.
[3]Fallahpour,M.,&Mirzakuchaki,S.(2018).Imagewatermarkingtechniquebasedonlog-polarsingularvaluedecomposition.JournalofElectronicImaging,27(1),013030.