基于小波的免疫数字水印算法

文律 程俊

摘要：本文提出了一种基于小波域的免疫数字水印算法，详细论述了该算法的水印嵌入、提取和抗攻击过程，分析了嵌入深度对免疫性和自恢复性的影响，给出了免疫图像和自恢复图像在不同嵌入深度下峰值信噪比的对比曲线，得到了嵌入深度的最佳范围。仿真结果验证了该算法的有效性、免疫性、自恢复性和安全性。

关键词：免疫水印；小波变换；嵌入深度

中图分类号：TP391 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）07-0175-03

Abstract：In this paper， an immune digital watermarking algorithm based on wavelet domain is proposed. The process of watermark embedding， extracting and resisting attack is discussed in detail. The influence of embedding depth on immunity and self-recovery is analyzed. The contrast curves of peak signal to noise ratio of immune image and self-recovery image under different embedding depth are given， and the optimum range of embedding depth is obtained. The simulation results verify the effectiveness， immunity， self-recovery and security of the algorithm.

Key words： Immune watermarking； Wavelet transform； Embedding depth

免疫数字水印是一种弱可逆数字水印。根据弱可逆水印的特点：嵌入水印的作品发生较大的失真，将变得没有利用价值，也就失去了攻击的意义；而授权用户却可以得到高还原度的原始图像和嵌入的水印信息【1】。与传统水印相比，免疫水印的优点在于其免疫性和自恢复性，能够很好地应用到数字产品的宣传推广中。免疫水印的关键在于将破坏性水印以高嵌入深度植入原始图像中，并生成补偿矩阵，将得到的补偿矩阵作为二次水印也嵌入载体【3】。本文提出了一种基于小波域的免疫数字水印算法。

1 算法分析

4 嵌入深度分析

传统数字水印中对图像的保真度要求较高，使得嵌入深度可选范围较小，一般不超过0.05。而免疫数字水印可根据应用的需要来确定嵌入深度，嵌入范围较大。图12显示了不同嵌入深度时的免疫图像和恢复图像的峰值信噪比。α<0.05时，含印图像清晰，恢复图像质量较好，属于传统水印。0.05<α<0.3时，恢复图像的质量较好且含印图像质量较低，保证了免疫性和自恢复性，是比较合适的嵌入深度范围。α>0.3时，恢复图像质量迅速下降，不能保证恢复出原始高清图像。

本文提出了一种在小波域上的免疫数字水印算法，通过小波变换和嵌入系数来控制最后图像的失真程度，并通过置乱加密来增加水印的安全性，保证只有合法的用户才可以获得精确的原始图像，该方法具有天然的免疫性，能直接有效地保护数字产品。

参考文献：

[1] 钮心忻.信息隱藏与数字水印[M].北京邮电出版社，2004.

[2] 尹浩，林闯等.数字水印技术综述[J].计算机研究与发展.2005，42（7）：1093-1099.

[3] 王也隽. 信息隐藏技术及其军事应用[M]. 北京：国防工业出版社，2011

[4] 杨义先，钮心忻.数字水印理论与技术[M].高等教育出版社，2006：1-5.

【通联编辑：梁书】