月年通信学报从〕名第卷第期,户、、人、八、沪、八、、、户、勺短文手、,沉,卜,、,轰,入,卜,众一种结合空间域和域的数字水印新算法王慧琴‘,,李人厚’西安交通大学系统工程研究所,陕西西安以西安建筑科技大学信息与控制工程学院,陕西西安摘要本文基于人类视觉系统的特性,提出了一种结合空间域和变换域的数字水印新算法。该算法在空间域对原始图像做预处理,采用逐级扩大搜索范围的方法,使原始图像的纹理区域得到突出。在域,提取预处理图像中,满足一定条件的系数的位置信息,以此确定水印嵌入原始图像的合适位置,从而保证了数字水印的感知透明性。大量的仿真实验证明了该算法的顽健性和有效性。关键词人类视觉特性数字水印空间域离散余弦变换置换中图分类号文献标识码文章编号一一一山,,一砒一,苏,,‘,’,玩扮,玩,收稿日期卜一修订日期一一基金项目陕西省自然科学研究计划基金资助项目作者简介王慧琴一,女,山西长治人,西安建筑科技大学信息与控制工程学院教师,西安交通大学系统工程研究所博士生,主要研究方向为网络安全、图像处理、数字水印、智能控制理论与方法等李人厚一,男,浙江宁波人,西安交通大学系统工程研究所教授,博士生导师,主要研究方向为智能控制理论与方法、网络安全、数字水印、多媒体理论与应用、智能制造系统调度等。©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net通信学报年田已“引言计算机网络的飞速发展使数字信息的存取和共享更加快捷和方便,同时也使侵权和非法盗版等行为更加难以觉察和认证。近几年刚刚发展起来的数字水印技术,被认为是一种最具。。潜力的数字版权保护方法数字水印必须具有感知透明性和顽健性两个最基本的特征’,感知透明性指数字水印的嵌入不应该引起数字图像作品的质量下降所谓顽健性是指水印信号在经历多种无意或有意的信号处理后,仍能保持完整性或仍能被准确鉴别的特性。这两个特性之间存在着竞争行为。水印算法的实现可以分为两类空间域的方法和变换域的方法,和。的方法,由于其计算量较小,且与国际数据压缩标准,兼容,目前对该领域的研究比较多。大多数现有的域数字水印算法’一,都是利用的照度和纹理掩蔽特性,折衷数字水印的感知透明性和顽健性。为了满足的要求,算法一般以的大小固定的块为单位进行纹理区域的划分,这样的划分有其粗略性和局限性,对小于或大于的纹理区域,往往存在着漏分和错分的情况。本文将空间域和变换域技术二者相结合,提出了一种数字水印的新算法。该算法采用逐级扩大搜索范围的方法,首先在空间域搜索原始图像的纹理块和平滑块,并且做一定的预处理,使纹理区域变得更加突出。在域,提取预处理图像中,满足一定条件的系数的位置信息,以此作为水印嵌入原始图像时的参考位置,从而实现了将水印信息尽可能地嵌入到原始图像的纹理区域的目的。该方法对纹理区域的划分更加精细准确,因此不可见性效果也更好。算法利用序列密码发生器对包含版权信息和密钥的图像数字水印进行置换,具有密码学意义下的顽健性和安全性。实验结果表明,该算法对常见的信号处理和噪声干扰具有很好的顽健性。结合空间域和域的数字水印算法数字水印的产生如果将伪随机信号序列作为水印信号,则仅仅可以根据相似度检测水印的存在性,而无法提取出具有实际意义的水印信号。本文采用可识别的图像形式作为水印,该水印可以被直观地提取出来。为了加强水印的安全性,对水印图像进行伪随机置换,以此达到置乱二值水印图像的空间关系的目的。设图像水印为,力,延,延,首先将表示成向量形式,佛,,,⋯,材殉怀,然后利用一个序列密码发生器,输入密钥,得到具有单向性的序列,二,儿,⋯,介火材,以置换水印序列,得到琳助,噪,⋯,鞠哟。最后将经过置换的水印序列琳作为水印信号,嵌入到原始图像中。由于满足唯一性,因此可以将作为用户的密钥,在不知道的情况下,盗版者无法提取出水印。水印的嵌入水印的嵌入过程如图所示。©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第期王慧琴等一种结合空间域和域的数字水印新算法图水印嵌入过程方框图的照度掩蔽特性和纹理掩蔽特性指出背景的亮度越高,纹理越复杂,人类视觉对其轻微的变化就越不敏感。因此,为了实现原始图像和嵌入水印后的图像之间的感知相似性,应该将水印信号尽可能地嵌入到图像中满足上述条件的部位。