基于Arnold变换的DCT域数字图像水印算法研究(13)

西安文理学院本科毕业设计（论文）

[13]Cox I J, Kilian J,et al. Secure spread spectrum watermarking for images, audio and video. In: IEEE Proceeding on International Conference on Image Processing, 1996,3:243~246. [14]Cox I J, Kilian J, Leighton T, et al. Secure spread spectrum watermarking for multimedia. IEEE Trans. on Image Processing, 1997, 6 (12): 1673~1687. [15]向辉. 基于信息重组思想的多媒体数据压缩与多媒体数据安全技术研究. [浙江大学博士学位论文],杭州, 浙江大学CAD&CG国家重点实验室,1999.

[16]Christine I Podilchuk, Wenjun Zeng. Digital image watermarking using visual models. In: SPIE Proceeding on Human Vision and Electronic Imaging, 1997, 3016: 100~111.

[17]韦志辉等. 基于小波域中视觉门限模型的数字水印技术.东南大学学报, 1998, 28 (5): 44~48.

[18]黄继武, SHI YunQ. 一种自适应图象水印算法.自动化学报, 1999, 25 (4): 477~482.

[19]黄继武, SHI YunQ, 姚若河. 基于块分类的自适应图象水印算法.中国图象图形学报,1999,4(8):640~643.

[20]易开祥,石教英. 一种自适应二维数字水印算法. 全国第二届信息隐藏学术研讨会论文集, 北京, 2000.6, 108~112.

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附录一：程序

clear ; close all;

%设定图像的分块大小为8*8 blocksize=8; % 保存开始时间 start_time=cputime;

%%%%%%%%%%%读入\载体图像\[filename,pathname]=uigetfile('*.bmp;*.tif;*.jpg;*.png','输入图像'); file_name=[pathname filename]; cover_image=imread(file_name);

%cover_image=rgb2gray(cover_image); %把彩色图像变成灰度图像 cover_image=imresize(cover_image,[512 512]); %改变水印图像的大小 figure(1); subplot(141);

imshow(cover_image); title('载体图像');

cover_image=double(cover_image); %转换为双精度数组 [Mc,Nc]=size(cover_image); %计算载体图像的行数和列数

%%%%%%%%%读入水印图像,并对其进行二值化处理 %%%%%%%%%%%%% [filename1,pathname1]=uigetfile('*.bmp;*.tif;*.jpg;*.png','输入图像'); file_name1=[pathname1 filename1]; inImg=imread(file_name1); inImg=rgb2gray(inImg);

inImg=imresize(inImg,[64 64]);%改变水印图像的大小 wm0=im2bw(inImg); %对水印图像进行二值化 [Mm,Nm]=size(wm0) ; %计算水印图像的行数和列数 % figure; subplot(142); imshow(wm0); title('原始水印');

E=Mm*Nm;

%%%%%%%%%%%%%分块DCT变换 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%% max_message=Mc*Nc/(blocksize^2);%最大嵌入信息量 if E>max_message

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error('水印信息量过大~~~'); end

%%%%%% 对水印图像进行Arnold变换置乱处理 %%%%%%%%%%%%%%%% %对水印图像进行Arnold置乱 if Mm~=Nm

error('水印矩阵必须为方阵'); end x=8;

iTimes=x;%设置置乱次数 tempImg=wm0; for n=1:iTimes for u=1:Mm for v=1:Nm

temp=tempImg(u,v); ax=mod((u-1)+(v-1),Mm)+1; ay=mod((u-1)+2*(v-1),Nm)+1; outImg(ax,ay)=temp; end end

tempImg=outImg; end

wm0=outImg; % figure; subplot(143); imshow(wm0);

title('经Arnold加密的水印图像');

key=0.001; randn('seed',key); A=randn(1,64*64); for n=1:64*64 if A(n)>=0 A(n)=1; else A(n)=0; end

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end

B=reshape(A,64,64);

% wm=double(wm0); for i=1:Mm for j=1:Nm if wm0(i,j)==0 wm(i,j)=0;

wm1(i,j)=xor(wm(i,j),B(i,j)); else

wm(i,j)=1;

wm1(i,j)=xor(wm(i,j),B(i,j)); end end end for i=1:Mm for j=1:Nm if wm1(i,j)==0 wm(i,j)=-1;

% wm1(i,j)=xor(wm(i,j),B(i,j)); else

wm(i,j)=1;

% wm1(i,j)=xor(wm(i,j),B(i,j)); end end end

%%%%%%%%%%%%%% 分块DCT变换,嵌入水印%%%%%%%%%%%%%%%

%设置水印嵌入强度 k=5;

%设置嵌入位置 x=3; y=3;

%设定图像的分块大小为8*8,分块DCT变换，嵌入水印 for j=1:Mc/8

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for i=1:Nc/8

dct_block=dct2(cover_image((1+(j-1)*8):j*8,(1+(i-1)*8):i*8)); dct_block(x,y)=k*wm(j,i);

watermarked_image((1+(j-1)*8):j*8,(1+(i-1)*8):i*8)=idct2(dct_block); end end

%------------------------------------------------------------------

%生成并输出嵌入水印后的图像

%psnr=psnr(cover_image,watermarked_image),%计算嵌入水印图像与原始载体图像的峰值信噪比PSNR

watermarked_image=uint8(watermarked_image);

imwrite(watermarked_image,'watermarked_image.bmp','bmp');%保存嵌入水印的图像 %显示嵌入水印后的图像 % figure; subplot(144);

imshow(watermarked_image); title('嵌入水印后的载体图像');

%%%%%%%%%%% 对嵌入水印的图像进行攻击%%%%%%%%%%%%%%%% disp('对嵌入水印的图像的攻击实验，请输入选择项'); disp('0--exit');

disp('1—椒盐噪声干扰'); %添加噪声 disp('2-添加噪音'); %滤波

disp('3--[3 3] 低通滤波'); %剪切 disp('4—-剪切'); %缩放

disp('5—-缩放'); %旋转度

disp('6--rotate 旋转'); %压缩

disp('7--JPEG Image 压缩'); %直方图均衡化

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