基于电子水印在图像保护上的研究

吕岳海

摘 要：在网络技术高速发展的时代，图像原始信息及版权的保护显得尤为重要。本文将信息隐藏与数字水印技术相结合，利用haar小波变换将特定的信息嵌入到图像中，以达到标识及版权保护等目的。本文使用剪切、压缩的攻击手段验证了数字电子水印的可靠性。

关键词：haar函数;小波变换;数字电子水印

在网络技术高速发展的今天，人们经常通过PS等技术手段对一些图形图像进行加工变化，使得原图像内的信息发生变化。为了对原图像信息加以保护，我们通常会采用数字电子水印技术^[1]。

一、haar小波函数

原图像经过haar函数小波变换后，被分解成1个低频部分和3个高频部分。根据高频的变化量在低频部分嵌入特定格式的“0”“1”数据就可以使原图像的信息得到保护^[2]。

函数公式如下所示：

二、电子水印

对于原图像，可嵌入最多比特数目为。N为图像总像素。

对已嵌入了电子水印的图像进行水印提取时，根据小波系数为奇偶数的不同，提取出来的信息分别为“1”或“0”。

提取效果用det_y来进行评价^[2]。

ξ为嵌入电子水印的总数;s_y为电子水印信息。

三、电子水印2bits一种类信息的嵌入

嵌入的电子水印由以前的1比特信息“0、1”改为2比特的信息“00、01、10、11”。

四、电子水印的可靠性验证

嵌入的电子水印比特量越多，提取出的信息就越完整。但是嵌入过多比特量的电子水印后会对图像画质产生一定的影响。

当对图像进行数字电子水印嵌入的时候，发生了错误的情况时，采用汉明码进行修正。

本文通过对3幅图像分别嵌入多种比特量的电子水印后，通过PSNR来对画质进行评价。PSNR的基准值为30db。

（一）图像被剪切后电子水印的提取

（二）图像被压缩后电子水印的提取

（三）嵌入电子水印后图像的画质

下表中的嵌入水印率为PSNR基准值以上时的最大值。

结论

由以上实验数据可知，通过新型嵌入方法能够对原始图像起到有效地信息保护作用。并且，根据多幅图像的验证，加入了69%以下的电子水印时，不会对图像画质产生不良影响。

参考文献

[1] N.F.Johnson，S.Jajodia.ExploringSteganography：SeeingtheUnseen.IEEEComputer，1998，31（2）：26-34.

[2] 王炳錫，陈琦，邓峰森.数字水印技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2003.