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基于FLASH動畫的數(shù)字水印設計方法

2015-10-27 00:14:52劉小勇
電腦知識與技術 2015年21期
關鍵詞:數(shù)字水印

劉小勇

摘要:該文是將對矢量動畫的版權進行保護胃出發(fā)點,從而提出了再FLASH的動畫基礎上進行數(shù)字水印這種設計理念,從而將水印的效果圖嵌入到SWF類別的動畫文件當中,應用高頻系數(shù)進行處理,并且在進行嵌入之前,對其水印的信息內容進行預先的處理。通過實驗,我們對結果進行分析,不難得知,這種算法并不會對FLASH動畫整體的播放效果產生任何的影響,就完全滿足了水印信息不可見的性質,具備極好的視覺效果,透明的性能極佳。

關鍵詞:flash;swf;數(shù)字水印

中圖分類號:TP37 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2015)21-0149-02

FLASH動畫作為一種矢量的圖形圖像,具備動畫與媒體軟件的全部屬性,因為其具有生動、形象以及簡單、便捷的特性,而深深受到人們的喜愛和推崇。但無所顧忌的網絡共享、磁盤復制等二次傳播,損傷了原創(chuàng)者的積極性,妨礙了信息的有效傳播。而在對于FLASH動畫進行傳統(tǒng)的保護的方法當中,通常會通過將FLASH動畫進行打包,并且加上exe的外殼,從而達到保護的作用,但是這種方法很容易被破解與還原。因而,對于FLASH的動畫的相關版權問題,是急需我們予以有效解決的。

關于數(shù)字的水印相關技術,一直以來都作為信息技術當中隱藏的技術研究相關領域當中極其重要的一個分支,也在對版權的維護過程當中作為一種極其重要的手段,目前已經廣泛受到水印技術界的高度關注。它與原始的數(shù)據相互關聯(lián),通過將秘密的信息嵌入其中,再通過水印的方法來證明這項數(shù)據的完整性能以及所有的權利,通過這些方面,對盜版問題或是數(shù)字作品當中存在的篡改問題進行抵制。

1 水印算法的思想

1.1 圖像的置亂

Arnold變換定義[1]如下:

如果將圖像看作為數(shù)字方面的一種矩陣,并且分別將圖像相對的高與寬的像素比作是矩陣當中的行列數(shù)值,那么就可以將圖像的置亂與變換的情況作出如下的定義:

定義1:給定圖像[A=[a(i,j)]n×m],變換矩陣[T=[t(i,j)]n×m]是[1,2,???n×m]的一種排列,用T作置亂變換,得到圖像B,其變換方法如下:

將字母A與字母T這兩方面按照行列的順序進行一一的對應,其中的字母A與位置1所對應的圖像像素的RGB分量轉移到位置2所對應的圖像當中,以此類推。最終,將其所對應的N×M的位置所對應的圖像的RGB分量轉移回位置1所對應的圖像,從而得到了按住字母T進行置亂之后所得出的圖像B。這時候我們就可以將整個過程記錄為B=TA。

從數(shù)字的意義層面進行考慮,所有的正交所得的函數(shù)集合,都可能是通過置亂與變換矩陣之后所得。而較為常見的變換方式有:幻方式變換、代爾變換、Ar2nold變換等,這些變換方式所應用的原理都是相同的。文中所提及的算法是采用了Ar2nold變換的方法,因此重點進行說明。

定義2:設有單位正方形上的點[(x,y)],將點[(x,y)]變到另一點[(x',y')]的變換為:

[x'y'=1112xy(modN)]

Ar2nold變換的這種方式被稱作是二維的Arnold變換,具有明顯的周期性。算法將可以對DIB位置的圖像進行基本操作的CDIB類進行定義,從而實現(xiàn)了打開二值位圖像并且對圖像的像素進行提取、進行圖像像素的置亂等多項功能。

具體步驟如下:

1)選取二值水印圖像“xiaohui.bmp”,該圖像的大小是64×64,如圖1所示。將該圖像的像素按照行列順序存入一個二維矩陣[A=[a(i,j)]128×128(1≤i,j≤128)]。A中元素[a(i,j)]的位置也可以表示為[p=128×(i-1)+j,1≤p≤16384]。

2)對隨機而產生的序列進行種植發(fā)生器的秘密鑰匙key,在這之后進行偽隨機的序列發(fā)生器的使用,從而將序列按照順序排列成為一個二維的可以變換的矩陣[T=[t(i,j)]128×128],[t(i,j)]是[1,2,???16384]的一種排列。

3)將字母A和字母T進行對應,將A中第[i]行第[j]列所對應的圖像的像素與[t(i,j)]位置處進行移植,這樣一來就可以得到一個全新的二維矩陣B,這也就是經過置亂之后所得的水印的圖像。如圖2所示。

1.2 小波變換的基本思想

通過小波進行變換[2-3]的方法是目前為止應用較為廣泛的一種對分辨率進行有效分析的方法,攜有頻率越高的信號,所具有的窗口的模式就越小,對比而言,頻率越是低,則窗口的模式反而越大。

小波的變換在整個圖像進行處理的過程當中,運用的最為基本的思想是將圖像通過多種不同的分辨率的識別,進而將其分解成為不同空間內存在的具有不同的頻率的子圖像,在這之后對所產生的子圖像進行客觀的系統(tǒng)處理,例如對圖像進行壓縮裁剪、增強圖像效果、對圖像進行重新構建,或是將圖像分解等等。

我們可以根據一種名為S.Mallat 的塔式的分解方法進行計算,經過一級的分解,形成了四個1/4大小的子圖像:其中的子圖像LL1當中攜帶了圖像的絕大部分的信息,而子圖像當中的HL1、LH1以及HH1的邊緣以及其紋理的信息具有相同的水平方向、其垂直于對角線的方向輸出高頻率的展示細節(jié)信息;在此基礎上,對LL1這種逼近的子圖像通過完全相同的方式進行再次分解,所得的下一級的分辨率更小了,其中的子圖像LL2LL2、HL2、LH2、HH2,HL2、LH2、HH2 可以作為代表著高頻率的細節(jié)圖像;依次對LL2子圖像進行第三次分解,這樣經過三級的分解之后,我們就得到了十個子圖像。在這當中,低頻所代表的是那些具有小波變換與分解的相應級別數(shù)所決定的最大的尺度與最小的分辨率之下,與原始圖像相比最為接近的。它在統(tǒng)計特征方面與原始的圖像最為相似,而圖像當中絕大部分的能量都是在此處加以集中。而高頻的部分,則表示圖像的邊緣部分以及紋理的處理。在保證水印透明性良好的前提條件下,把水印與小波圖像當中高頻的系數(shù)相互嵌入融合。

由于正常的人的視覺對于高頻度的信息的辨別能力較比與低頻信息而言較低,因此在進行水印處理并且將其嵌入到高頻的區(qū)域內,收影響越小的原始圖像,其水印所得的透明性越佳。本篇文章所應用的算法,是極力將水印嵌入到小波圖像中的高頻系數(shù)C當中。

2 水印的嵌入

將圖像當中大小比例為 M×M 的一類作為整個圖像的載體,與圖像大小為 N×N 的經過水印處理的圖像 W為例子,其具體嵌入的算法如下[4]:

1)利用變換方法 Arnold 將水印的圖像W進行置亂的處理,處理后的圖像記作 W′。

2)將圖像C進行相對L級別的DWT水平的變換。

3)將通過水印處理過的信號W與圖形C進行嵌入與融合處理,以水印進行嵌入所得的閾值T1決定將水印所得的信息進行圖像的嵌入方法是否可行。

4)將C′進行IDWT2逆小波變換重構圖像獲得含有水印的圖像IW。

3 實驗結果與分析

4 結論

本文主要是在小波進行分塊的基礎之上,提出了相關數(shù)字的圖像水印整體算法,并且高度李永樂小波的變換方式,將其分塊的特征與性能嵌入到水印當中,與此同時,把Arnold對應的變換與置亂的算法與傳統(tǒng)的水印圖像當中的置亂的方式相互結合、彼此應用,在此基礎上將人類視覺所特有的掩蔽的特征與性能進行有機結合,從而將水印藝術當中的不可見的性能予以實現(xiàn),并且在很大程度上將視覺的效果提高。

如圖5所示,本篇文章采用了PSNR這一概念,被當做是水印在圖中進行嵌入,從而構建出圖像的硬性評價指標。而當相應數(shù)值大于30的時候,單憑人的視覺感官,很難講原始的圖像與處理之后重新構建的圖像當中的差別予以區(qū)分,因此,無論是通過主管的判斷,或是從客觀的角度來講,運用這種算法,將其嵌入水印,從而增強了透明的性能。

參考文獻:

[1] 王穎, 肖俊, 王蘊紅. 數(shù)字水印原理與技術[M]. 北京: 科學出版社, 2007.

[2] 安翼, 黃克飛. 一種基于離散小波變換的圖像數(shù)字水印[J]. 能源技術與管理, 2007(1): 96-99.

[3] 丁俊義. 基于離散小波變換的數(shù)字水印算法研究[D]. 重慶:重慶大學碩士學位論文, 2006.

[4] 王艷玲. 基于DWT的數(shù)字水印算法的MatLab實現(xiàn)[J]. 信息技術與信息化, 2006(1): 54-55.

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