黨小娟 甘霖 戴靜
【摘要】 在互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的今天,圖像在網(wǎng)絡中的傳輸是越來越頻繁,因此圖像加密成為研究的重要課題。而混沌序列具有初始條件敏感性、易生成性以及可完全重現(xiàn)性等各種特征,所以該序列就要先加密處理,之后分塊處理圖像,這種加密技術具有極強安全性。本文闡述了混沌理論,在理論基礎上分析了圖像水印的嵌入算法。
【關鍵詞】 混沌序列 圖像水印 嵌入算法
一、前言
作為多媒體數(shù)據(jù)的內(nèi)容認證與版權保護技術,數(shù)字水印得到了大量研究和應用。這種保密方案主要使用到電子產(chǎn)品版權的保護中,因此具有了魯棒性、不可感知性以及安全性等各種特征,這些特征也正是確保圖像傳輸安全性所需。因此,研究該技術必然具有現(xiàn)實意義。
二、混沌序列理論
2.1 混沌映射
經(jīng)過函數(shù)映射,就能夠得到良好的一維非線性映射,該映射具有隨機統(tǒng)計特征。因其生產(chǎn)出來的混沌序列屬于某區(qū)域中的混沌序列,而且該序列為整數(shù)值,具有隨機性,對初值非常敏感。定義如下所示:
其中第一個式子表示不大于符號內(nèi)值的最大整數(shù),第二式子表示不小于符號內(nèi)值的最小整數(shù)。而xk∈{1,2,...m},參數(shù)為a∈{1,2,...m}。
2.2 生成混沌序列
上式混沌映射經(jīng)過了n次迭代之后就形成了新的混沌映射,也就是本論文所要使用的映射,當然所得的混沌映射式同樣具備混沌特征,也就是具有xk+1= f na( xk);假如給定了初始值x0,其參數(shù)a,m獲得值與迭代次數(shù)n值就已經(jīng)被確定了,自然也就生成了混沌序列是:{xk;k=0,1,2,3,...},這個序列同樣具備了混沌特征,自然也就對初始的條件x0非常敏感。
三、計算圖像水印嵌入的強度因子
按照HVS(人眼視覺系統(tǒng))的特征,嵌入的水印強度比某門限低時,人眼感知圖像的質(zhì)量相同,就不能夠看見嵌入的水印,該門限值也就是臨界不可見門限。所以所選水印嵌入強度因子是不是適當是水印算法的關鍵之處。
要確定水印強度因子,就必須要滿足人類的視覺系統(tǒng)特征,同時要依據(jù)原來圖像內(nèi)容合理的進行調(diào)整,水印嵌入的次數(shù)不能夠太多,如果太多必然會因多次水印相加的平均積累引入誤差。所以應用這個算法過程中,僅僅有兩次水印能夠自動滿足嵌入所需,一次就是將水印低頻嵌入到子圖Hn0中,另一次就是把水印嵌入三個細節(jié)子圖Hn1,Hn2及Hn3中數(shù)值較大的小波系數(shù)之中。
四、算法設計
從上面的具體分析來看,實施嵌入算法的步驟如下所示:
其一對水印反色進行預處理;設定水印選擇了256級的灰度圖像,如果水印的像素平均值超過了127,就要反色處理,確保水印的高平均像素具有不可見性。其二完成反色預處理后,就必須要對水印實施混沌映射處理,把完成置亂的各個像素按照掃描順序形成一維序列。其三把H(原始圖像)經(jīng)過n級的小波變化,讓低頻子圖大小和水印大小二者非常相同,對原始圖像進行變換后形成最后一級的小波變換,就能夠獲得四個子圖,分別為Hn0、Hn1、Hn2、Hn3。其四水印嵌入;在水印的嵌入過程中,就要依據(jù)圖像的小波子圖分塊不同計算出嵌入強度因子。低頻子圖Hn0所得嵌入強度因子即為a1;可以通過計算所得。而嵌入水印氛圍了兩個步驟,首先要把水印的一維序列嵌入到低頻子圖的各分塊中,可得嵌入強度的因子是a1;之后依據(jù)水印序列值個數(shù)就能夠獲取三個細節(jié)所得各個子圖,并從子圖中獲取個數(shù)相同的大系數(shù)值,一般都是按照絕對值的大小取,并對該系數(shù)值水印嵌入。就能夠獲取嵌入的強子因素是a2.其五通過n級的小波反變換,就能夠獲得反應后圖像Hw。事實上,提取水印算法就是嵌入逆過程,而提取水印過程中就必須要合理利用原始圖像。
五、結束語
事實上,這種算法的速度遠遠超過了傳統(tǒng)加密算法,而且加密比較好,且不易破解。嵌入算法加密效果好、加密速度快,而且抗攻擊性強及初始值敏感等各種特征,具有較好的抗干擾性與魯棒性,因此具有實用價值。
參 考 文 獻
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