基于DWT—SVD域的数字图像水印应用研究

刘迪　樊匀

摘要：该文提出一种新的基于离散小波变换（DWT）和奇异值分解（SVD）相结合的盲水印算法。算法结合了离散小波的诸多优秀特性以及奇异值分解的固有特性，同时在水印嵌入之前增加了Arnold变换加以置乱，提高了水印的安全性和鲁棒性。

关键词：DWT；SVD；Arnold变换；鲁棒性；盲水印

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）14-0162-03

在网络传输技术迅猛发展的今天，大量不同类型的多媒体数据，诸如文本文件、视频影像、图像、语音等都可以进行数字化处理后加载到网络中传输。然而随之而来的盗版技术也愈发先进和多样化，由此获取的数字信息内容的质量也几乎与原版一模一样，甚至以假乱真，这样往往给原创作者带来了无法估量的巨大损失，其带来的社会影响是及其严重和恶劣的[1，2]。

数字水印技术是将一些特殊标记直接嵌入至原始数字载体之中或是以间接方式来表示。版权所有者可以通过这种技术将包含有自己特定信息的内容嵌入至自己原创数字作品之中，而这些特定信息在嵌入后又是不可见的，盗版者一般无法直接破坏。另一方面，版权所有者又可以通过数字载体进行水印提取来证明其版权所属，进而实现版权保护及数字防伪，因此是保护版权、防止盗版很有效的手段。

本文设计的基于小波变换（DWT）和奇异值分解（SVD）相结合的盲水印算法，结合了离散小波的诸多优秀特性[3]以及奇异值分解的固有特性，同时在水印嵌入前增加了Arnold变换加以置乱，更大提高了水印的安全性和鲁棒性。

1 基于小波变换（DWT）和奇异值分解（SVD）的盲水印算法

1.1 Arnold变换

3 总结

仿真试验验证了基于DWT-SVD域的水印技术充分结合了小波变换和奇异值的各种优秀特性，具有如下特点：

（1） 水印图像采用的是“安徽机电”字样的二值图像，此二值图像由Matlab程序生成，使得水印更具说服力。

（2） 预先通过Arnold置乱的水印的安全性得到提升，同时置乱周期T和迭代次数k可以作为保密密钥。

（3） 基于块奇异值分解的量化水印算法充分利用了奇异值的3个特性，首先保证了水印的不可见性；后面的2个特性保证了算法的鲁棒性。

（4） 该算法是盲水印算法，因而大大降低了运算复杂度。

因此表明，本文算法的算法鲁棒性和不可见性较好，且盲水印的提取简单易实现，是一种行之有效的图像鉴定方法。

参考文献：

[1] Swanson M D， Kobayashi H.Tewfik.Multimedia data-embedding and water-marking technologies[J].Proceedings of the IEEE，1998（6）：1064-1087.

[2] Macq B. Scanning the Special Issue on Identification and Protection of Multi- media Information[J].Proceedings of the IEEE，1999，87（7）：1059-1061.

[3] 李健. 基于小波多分辨率分析的快速图像匹配[J]. 陕西科技大学学报：自然科学版，2006（6）.

[4] 肖俊. 基于块奇异值分解的水印算法研究[J]. 中国科学院研究生院学报，2006（3）.