李何葉+朱家慧+李雨霖+秦瑤+張新浩+李德

摘 要：零水印是一種新的數(shù)字水印方法，可以解決不可見數(shù)字水印的可感知性和魯棒性之間的矛盾，動畫零水印算法更適合于動畫類數(shù)字作品的版權(quán)保護且具有良好的性能。

關(guān)鍵詞：零水?。?D輪廓波變換；視覺密碼技術(shù)；幾何攻擊；離散余弦變換

動畫零水印算法，其核心就是對動畫零水印的構(gòu)造及檢測，來實現(xiàn)圖像抵抗攻擊的性能的提高。

1.零水印算法設(shè)計

1.1動畫零水印構(gòu)造算法

Step1：讀入原始動畫視頻，選取關(guān)鍵幀，并對這些關(guān)鍵幀進行分組

Step2：對每一組每一幀進行2D DCT變換并提取低頻系數(shù)

Step3：對每一組每一幀低頻系數(shù)進行3D Contourlet變換[1]，并得到分解后的低頻系數(shù)CE 。Contourlet變換有多尺度多方向的分解特性，可以更好地多方向多分辨率地解析動畫視頻，利用邊緣清晰的特征來完成零水印的構(gòu)造。

Step4：將低頻系數(shù)進行2×2分塊分解，最大奇異值矩陣二值化為T 保存。

Step5：讀入原始水印圖像進行混沌置亂處理[2]，利用視覺密碼技術(shù)[3]對水印圖像進行處理得到加密后的預(yù)處理圖像W。

Step6：二值序列T與預(yù)處理圖像W進行邏輯運算，得到最終的零水印密鑰。

Step7：將得到的密鑰圖像重建視頻序列得到最終零水印視頻。

1.2動畫零水印檢測算法

Step1：動畫視頻的處理與動畫零水印算法中的對視頻的處理方法相同，得到二值序列T'并保存。

Step2：二值序列T'已保存的二值序列T進行邏輯運算，得到新的特征序列X。

Step3：利用視覺密碼中的密鑰以及Arnold變換的逆變換恢復(fù)出原始水印圖像

Step4：對視頻進行攻擊實驗

2.實驗結(jié)果及分析

實驗環(huán)境：在MATLAB R2012a中運行，原始視頻100幀1280×640，水印圖像大小為64×64，對于本文提出的動畫零水印算法進行了多種攻擊實驗，高斯噪聲攻擊、剪切攻擊以及壓縮攻擊等來驗證其魯棒性，運用NC的數(shù)據(jù)來進行算法性能的判斷。在無攻擊的情況下提取出的水印圖像準(zhǔn)確無誤，NC值（與原始水印圖形相似度）為1。而在高斯噪聲攻擊參數(shù)為0.1時，NC值為0.9834；剪切攻擊參數(shù)為200×200時，NC值為0.8752；壓縮攻擊參數(shù)為6：1時，NC值為0.8975。

通過以上攻擊實驗，可以驗證該零水印算法在抵抗一些常見攻擊上具有較強的魯棒性。

3.結(jié)論

通過對動畫零水印算法的概述，利用輪廓波變換的特性，使得動畫零水印算法魯棒性與不可見性較好。通過攻擊實驗的結(jié)果分析可以得出，基于邊緣特征的動畫零水印算法抵抗攻擊的性能較好。

參考文獻：

[1] Do M N， Vetterli M. Contourlets： a new directional multiresolution image representation[J]. 2002， 1（1）：497 - 501.

[2] 鄧紹江，濮忠良，張岱固. 基于小波壓縮和混沌置亂的圖像處理算法[J]. 重慶大學(xué)學(xué)報，2008，（08）：918-921.

[3] 曲長波，楊曉陶，袁鐸寧. 小波域視覺密碼零水印算法[J]. 中國圖象圖形學(xué)報，2014，（03）：365-372.