基于混沌序列和浮點小波變換的盲水印

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1、從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對國民經(jīng)濟(jì)具有一定實用價值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果基于混沌序列和浮點小波變換的盲水印摘要利用同一密鑰的混沌序列對經(jīng)過置亂的水印信息實現(xiàn)雙重加密，考慮小波變換的能量分布問題，把水印信息嵌入低頻系數(shù)中，確保水印信息的可靠性。提取時利用圖像復(fù)原方法實現(xiàn)盲檢測。根據(jù)實驗的結(jié)果和峰值信噪比(PSNR)的結(jié)果可知，該數(shù)字水印具有較好的魯棒性和安全性并有很好的不可見性。關(guān)鍵詞數(shù)字圖像；Logistic混沌序列；DB4小波變換；浮點置亂

2、隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)迅猛發(fā)展，數(shù)字媒體(包括數(shù)字音頻、數(shù)字圖像和數(shù)字視頻)得到廣泛應(yīng)用，如何進(jìn)行版權(quán)保護(hù)、確保信息安全已成為產(chǎn)權(quán)保護(hù)和認(rèn)證的核心問題。信息隱藏，特別是數(shù)字水印作為一種新型的數(shù)字版權(quán)保護(hù)和數(shù)據(jù)安全維護(hù)技術(shù)引起了人們的高度關(guān)注。近年來在小波域下的數(shù)字水印已成為一種新的熱門的水印技術(shù)，本文提出了一種用Logistic混沌序列同浮點置亂雙重加密的小波變換域數(shù)字圖像水印算法，并給出了仿真實驗。浮點置換序列，對水印圖像作時域上的變換，目的是對水印信息進(jìn)行亂序，達(dá)到加密的效果，采用函數(shù)其中，k為一個控制參

3、數(shù)，課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對實驗條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙?。從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對國民經(jīng)濟(jì)具有一定實用價值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果N是矩陣的大小，(x,y)和(x',y')表示像素點在變換前后的位置。設(shè)P表示有二值水印信息組成的一個m×m的矩陣，對每一個點的坐標(biāo)作AN(k)的變換之后，這個m×m的矩陣將變成一個N×N的矩陣。矩陣的每個元素的值為0或1。如果變換AN(k)有周期T，那么(

4、x,y)經(jīng)過T次變換之后，就能回到原始位置。因此，如果點(i,j)進(jìn)行了n次AN(k)變換，它還需要作T-n次變換，就可以將(i,j)重新恢復(fù)到原始的位置。根據(jù)不同的N、k的取值，函數(shù)存在不同的周期。此次實驗使用k=3、N=96，第一次置換選擇12次迭代。這樣就達(dá)到了水印圖像的置亂處理。混沌區(qū)的數(shù)據(jù)有兩個特性：迭代不重復(fù)性和初值敏感性。既然混沌序列是理論意義上的完全隨機(jī)而不是通常所用的偽隨機(jī)，我們就可以利用混沌模型來產(chǎn)生很好的隨機(jī)數(shù)。我們選擇Logistic方程作為模型，方程的形式為：Xn+1=uXn(

5、1-Xn)只要給出合適的u值，就能使生成的序列滿足混沌特性。在本次實驗中我們使用初值X1=，u=來產(chǎn)生混沌序列。因為我們需要的是一個二值的隨機(jī)序列已進(jìn)行加密。所以在產(chǎn)生了一個混沌序列后，可以給定一個閾值，大于閾值的序列值設(shè)定為0，其它的設(shè)定為1。這樣就產(chǎn)生了一個我們需要的二值隨機(jī)序列。數(shù)字水印的嵌入第一步，對圖像作小波變換，對于變換后得到的小波系數(shù)，在低頻選出一個起始位置在(P1,P2)，大小為N×N的系數(shù)矩陣。這個矩陣的大小與水印圖像作時域變后形成的矩陣大小是一致的。第二步，在選出的系數(shù)矩陣中嵌入水印

6、信息，即將兩個N×N的矩陣進(jìn)行迭加，其中含有水印信息的矩陣元素為0或1。下面描述一種信息迭加的方案。定義：A----水印信息進(jìn)行時域變換后得到的大小為N×N的矩陣；課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對實驗條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙?。從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對國民經(jīng)濟(jì)具有一定實用價值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果U----在矩陣A中含有水印信息的位置集合；B----圖像經(jīng)過小波變換后得到的系數(shù)矩陣(N×N)；

7、S----取模的值；C----B與U的交集；。對于所有屬于U與A交集的點(i,j)如果A(i,j)=1，并且B(i,j)>0，則；如果A(i,j)=0，并且B(i,j)>0，則；如果A(i,j)=1，并且B(i,j)如果A(i,j)=0，并且B(i,j)1,T2是水印嵌入的閾值。安全性系數(shù)包括。數(shù)字水印的檢測設(shè)Y是從小波變換域中抽取的一個N×N的系數(shù)矩陣，起始位置為(p1,p2)，，D是一個N×N的矩陣。對Y中所有的點定義。如果；如果；因此對矩陣D作T-n次AN(k)變換，水印圖像就被恢復(fù)出來了。為了驗

8、證文中所提出的水印算法有效性，用歸一化相關(guān)系數(shù)(NC)定量分析提取的水印與原始水印的相似程度。設(shè)水印信息為32×32的二值圖像，原始圖像為256×256的lenna灰度圖像。此次實驗，對含水印圖片進(jìn)行了噪聲和壓縮攻擊。提出的水印效果和具體的測評參數(shù)在下面將有詳細(xì)介紹。第一次采用原始圖像潛入水印，結(jié)果如下：圖1水印原圖像圖2混沌和置換處理后的水印圖3未加水印原圖像圖4加入水印后圖像載體水印的提取效果如下：圖5通過載體圖像還原出的水印此時峰值信