基于contourlet和商空间的抗打印扫描数字水印方法

摘要

一种基于contourlet和商空间的抗打印扫描数字水印方法，属于数字水印技术领域，其水印嵌入步骤如下：一、读入水印图像，采用Arnold变换对二值水印图像进行置乱；二、将置乱后的水印通过运算将其转换为二值序列；三、对原始载体图形进行三层Contourlet分解，得到等子带；四、找出三层低频区域系数，确定水印的嵌入位置、实现水印信息的嵌入；五、对嵌入水印后的图像进行逆Contourlet变换，重构出含有水印信息的图像。本方法能有效地平衡水印的嵌入容量和不可见性，根据PSNR（峰值信噪比）和SSIM（结构相似度索引）的值来判断水印在打印扫描过程中失真不大，算法的鲁棒性得到了一定的保证。具有兼顾数字水印的鲁棒性和不可见性两方面的优点。该方法可以有效抵抗打印扫描过程中的各种攻击。

主权项

1.一种基于contourlet和商空间的抗打印扫描数字水印方法，包括水印嵌入和水印提取过程，其中，水印嵌入步骤如下：假设原始载体图像是的灰度图像I，数字水印图像为的二值图像或是灰度图像w，Step1：读入水印图像，若水印图像是灰度图像则将其转化为二值图像，然后采用Arnold变换对二值水印图像进行置乱；Step2：将置乱后的水印通过运算将其转换为二值序列：；Step3：对图像I进行三层Contourlet分解，得到等子带；Step4：找出由第三层低频区域系数所构成的商空间中的粗粒度X1；根据X1中系数的位置分别选取第二级子带和第一级子带中对应的细粒度，找出水印的嵌入位置；记录这三层商空间中符合条件的重要系数的位置并统计已确定的重要系数的个数k，并且记住这些系数的位置；Step5：根据所要嵌入的水印信息的值来修改Step4中涉及系数的值，具体修改方法如下：对于粒度结构中第三层子带的系数（其中是系数在分解图像中的实际位置）计算除去它的两侧且在它8邻域范围内系数的平均值M：根据水印信息修改：其中a为一个参数，它可以控制水印信息的嵌入强度，其值是通过具体实验结果进行调整；Step6：按照同样方式来处理其他两层中嵌入位置的低频系数值，从而实现水印信息的嵌入；Step7：对嵌入水印后的图像进行逆Contourlet变换，重构出含有水印信息的图像。