一種基于arnold置亂的小波音域水印算法課件

一種基于arnold置亂的小波音域水印算法信息工程11022015.06digitalwatermarking數(shù)字水印技術(shù)

數(shù)字水印技術(shù)是指在數(shù)字化的數(shù)據(jù)內(nèi)容中嵌入不明顯的記號(hào)，被嵌入的記號(hào)通常是不可見(jiàn)或不可察的，但是通過(guò)一些計(jì)算操作可以被檢測(cè)或者被提取。水印與源數(shù)據(jù)(如圖象、音頻、視頻)緊密結(jié)合并隱藏其中，成為源數(shù)據(jù)不可分離的一部分，并可以經(jīng)歷一些不破壞源數(shù)據(jù)使用價(jià)值或商用價(jià)值的操作而存活下來(lái)。按數(shù)字水印的隱藏位置，可以將其劃分為時(shí)域水印、變換域數(shù)字水印。時(shí)域數(shù)字水印是直接在信號(hào)時(shí)域幅值上疊加水印信息，而變換域水印則包括在DCT域、DFT域、DWT域上隱藏水印。數(shù)字水印技術(shù)主要的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋喊鏅?quán)保護(hù)、圖像認(rèn)證、標(biāo)題與注釋、篡改提示、使用控制。數(shù)字音頻水印技術(shù)audiowatermark

數(shù)字音頻水印是利用數(shù)字音頻信號(hào)中的冗余信息，在不影響音頻信號(hào)質(zhì)量的前提下，把額外的水印信息隱藏于其中的技術(shù)。

從音頻處理的角度看，嵌入水印信號(hào)可以視為在強(qiáng)音頻信號(hào)下迭加一個(gè)弱信號(hào)，只要迭加的水印信號(hào)強(qiáng)度低于人耳聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)（HAS）的噪音掩蔽門(mén)限，人耳將感覺(jué)不到該信號(hào)的存在。

由于小波變換具有良好的時(shí)頻局部特性，因此成為目前頻域法水印的主流技術(shù)。采用小波變換進(jìn)行水印嵌入，與其他的數(shù)字水印技術(shù)相比，小波水印顯現(xiàn)出良好的魯棒特性。算法流程Algorithmflow12354二值圖像01將彩色三位圖像降維為二值圖像Arnold

變換02將二值圖片做arnold置亂嵌入過(guò)程

03將原始音頻做離散小波變換并將水印圖片寫(xiě)入提取過(guò)程

04使用DWT和idwt將水印音頻的水印信息提取出來(lái)

水印恢復(fù)05利用Arnold反置亂恢復(fù)提取出的水印圖片1.arnold置亂

數(shù)字圖像可以看作是一個(gè)矩陣(x,y),矩陣的元素所在的行與列,就是圖像顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上諸象素點(diǎn)的坐標(biāo),元素的數(shù)值就是象素的灰度.對(duì)于一幅數(shù)字圖像,改變矩陣元素的位置或數(shù)值,就會(huì)變成另外一幅圖像(x1,y1)arnold變換定義式：x1=(x+y)mod(n)y1=(x+2y)mod(n)arnold變換實(shí)質(zhì)上就是數(shù)字圖像像素在二維平面上的位置搬遷。顯然,原來(lái)相鄰的像素經(jīng)變換后距離愈大,變換得到的圖像與原圖像差得就越遠(yuǎn),圖像的混亂程度就越高。%arnold置亂forx=1:240fory=1:240x1=x+y;y1=x+2*y;ifx1>240x1=mod(x1,240);endify1>240y1=mod(y1,240);end

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ifx1==0x1=240;endify1==0y1=240;endA1(x1,y1)=img(x,y);endend

WhatwedoforSuccessOURresult原始圖像二值圖像置亂后的圖片240*240Arnold加密W=rgb2gray(imread('水印.png'))對(duì)加密后的圖片與原始音頻進(jìn)行DWT12345使用小波’haar’對(duì)信號(hào)Wa進(jìn)行二層DWT分解，把得到的近似系數(shù)寫(xiě)入到函數(shù)Wca1中，其余的細(xì)節(jié)系數(shù)分別寫(xiě)入到函數(shù)Wch1,Wcv1,Wcd1中%置亂后的水印采用一級(jí)haar小波分解Wa=double(Wa);[Wca1,Wch1,Wcv1,Wcd1]=dwt2(Wa,'haar');%原始數(shù)據(jù)采用一級(jí)haar小波分解[Xca1,Xch1,Xcv1,Xcd1]=dwt2(X,'haar');嵌入水印前音頻頻譜圖before點(diǎn)擊播放4.水印的提取extract12345

對(duì)原始音頻信號(hào)首先分成待嵌入水印部分和未嵌入水印部分，對(duì)待嵌入水印部分分段并做二維離散小波變換，提取出小波系數(shù)[Xca1,Xch1,Xcv1,Xcd1]及求出嵌入強(qiáng)度向量α(k)；同時(shí)對(duì)待水印音頻信號(hào)做同樣的處理，提取出小波系數(shù)[XWca1,XWch1,XWcv1,XWcd1]

利用如下公式提取出水印:Wc[k]1=[XWc(k)1-Xc(k)1]/a(k)”“提取過(guò)程主要代碼maincodeofextractprocessa1=0.1;a2=0.1;a3=0.1;a4=0.1;fori=1:120forj=1:120Wca1(i,j)=(XWca1(i,j)-Xca1(i,j))/a1;Wch1(i,j)=(XWch1(i,j)-Xch1(i,j))/a2;Wcv1(i,j)=(XWcv1(i,j)-Xcv1(i,j))/a3;Wcd1(i,j)=(XWcd1(i,j)-Xcd1(i,j))/a4;endend提取水印的恢復(fù)recover

ifx1<=y2x2=240+x1-y2;elsex2=x1-y2;endendifx1==y1y2=240;x2=x1;endA2(x2,y2)=pw(x1,y1);endend

forx1=1:240fory1=1:240ifx1<y1y2=y1-x1;ifx1<=y2x2=240+x1-y2;elsex2=x1-y2;endendifx1>y1y2=240+y1-x1;Arnold反變換（水印恢復(fù)）test魯棒性測(cè)試加噪test1p=0.01;[ij]=size(T);u=randn(i,1);aa=sqrt(p);u=u*aa;p