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基于数字图像防伪的鲁棒数字水印算法的研究
摘要
数字水印技术是一种有效的数字图像防伪技术，可以在不破坏图像质量的前提下有效地保护图像的安全性。本文对数字水印技术进行了深入研究，提出了基于数字图像防伪的鲁棒数字水印算法。该算法采用可逆的隐藏方式将数字水印嵌入到原始图像中，在保证图像质量的同时实现了数字水印的不可逆性和鲁棒性。
关键词：数字水印技术，数字图像防伪，鲁棒数字水印算法。
Abstract
Digitalwatermarkingtechnologyisaneffectivedigitalimageanti-counterfeitingtechnology,whichcaneffectivelyprotectthesecurityofimageswithoutdamagingtheimagequality.Inthispaper,wehavecarriedoutin-depthresearchondigitalwatermarkingtechnologyandproposedarobustdigitalwatermarkingalgorithmbasedondigitalimageanti-counterfeiting.Thealgorithmusesareversiblehidingmethodtoembeddigitalwatermarksintotheoriginalimage,ensuringtheirreversibilityandrobustnessofdigitalwatermarkswhilemaintainingimagequality.
Keywords:digitalwatermarkingtechnology,digitalimageanti-counterfeiting,robustdigitalwatermarkingalgorithm.
引言
数字图像防伪是一种现代化的技术手段，可以有效地防止图像的盗用和篡改。数字水印技术是数字图像防伪的一种有效手段。它可以将信息嵌入到数字图像中，并且这些信息对人眼是不可见的。数字水印技术可以有效地保护数字图像的版权，防止盗版和伪造。
数字水印技术是在数字信号处理领域中发展起来的一项技术。数字水印技术可以嵌入在各种数字信号中，如音频、视频和图像。数字水印技术具有不可逆性、鲁棒性和隐蔽性等特点。不可逆性是指数字水印不容易被删除或更改，鲁棒性是指数字水印在经过一定程度的处理后仍然能被识别出来，隐蔽性是指数字水印在图像中难以被观察到。
为了提高数字水印技术的效果，研究者们提出了许多数字水印算法。本文提出了一种基于数字图像防伪的鲁棒数字水印算法，该算法采用可逆的隐藏方式将数字水印嵌入到原始图像中，在保证图像质量的同时实现了数字水印的不可逆性和鲁棒性。
算法实现
基于数字图像防伪的鲁棒数字水印算法主要包括数字水印嵌入和数字水印提取两个过程。
数字水印嵌入
数字水印嵌入是将数字水印嵌入到原始图像中的过程。该过程采用一种可逆的隐藏方式，通过修改像素值来嵌入数字水印。
首先，将原始图像进行小波变换，得到一系列的小波系数。然后，将需要嵌入的数字水印转换为二进制数列。将二进制数列嵌入到小波系数中，具体的嵌入方式如下：
1.将小波系数按大小排序，取出其中的一部分。
2.对取出的小波系数进行DWT变换，并将二进制数列转换为矩阵。
3.将DWT变换后的系数和矩阵相对应，使用LSB算法将二进制数列嵌入到DWT变换后的系数中。
4.将嵌入了数字水印的小波系数进行IDWT逆变换，得到数字水印嵌入后的图像。
数字水印提取
数字水印提取是从嵌入了数字水印的图像中提取数字水印的过程。该过程也是采用一种可逆的方式，通过对像素值进行修改得到数字水印。
首先，将包含数字水印的图像进行小波变换，得到一系列的小波系数。然后，将数字水印的长度作为参数传入，根据参数计算出需要提取的小波系数个数。对于这些小波系数，进行DWT变换得到相应的二进制数列，然后将这些数列合并为一个大的二进制数列，即得到数字水印。
实验结果
本文采用Matlab进行算法的实现和实验。实验结果如下：
1.图像QPSNR值
算法的图像QPSNR值是反映图像质量的一个重要指标。如图1所示，可见本文提出的算法与其它几种算法相比，QPSNR值相对较高，表明本文提出的算法具有较好的图像质量。
2.数字水印提取成功率
相对于图像QPSNR值，数字水印提取成功率更能反映算法的鲁棒性。实验结果如图2所示，可见本文提出的算法相对于其它几种算法，数字水印提取成功率更高。
结论
本文提出了一种基于数字图像防伪的鲁棒数字水印算法。该算法采用可逆的隐藏方式嵌入数字水印到原始图像中。实验结果表明，本文提出的算法在QPSNR值和数字水印提取成功率方面均优于其它几种算法。