李永華　張林　趙玉霞

摘要：提出了一種改進的依賴于可信第三方的，抗攻擊能力強的非嵌入式水印算法。算法不同于傳統(tǒng)在原始圖像中嵌入水印的做法，而是利用原始圖像屬性生成含有水印信息的認證碼。為了提高抗攻擊能力，算法對特征提取進行改進，并使用灰度圖像作為水印。仿真實驗表明，該算法對多種攻擊如壓縮、加噪、剪切等具有很好的魯棒性。

關鍵詞：非嵌入式；數(shù)字水??；認證碼

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2012）34-8254-02

數(shù)字水印是版權保護的重要技術手段。它通過在數(shù)字載體中嵌入一些標識信息，從而判定數(shù)字產品的版權所有。傳統(tǒng)的水印算法將水印信息嵌入到載體圖像中[1-8]，必然會損壞原始圖像的數(shù)據(jù)，如果加強水印魯棒性，水印嵌入強度就要增加，水印不可見性則降低，如何解決魯棒性與不可見性的矛盾，是大多數(shù)水印算法研究的重點。非嵌入式水印算法利用原始圖像屬性產生認證碼，不會對圖像造成破壞，從而使載體圖像的質量得到保證[9]。

基于非嵌入式算法的思想，提出一種改進特征提取的算法，增強圖像的魯棒性。

1非嵌入式認證水印算法

對原始圖像進行三級小波分解，分解為高頻子圖9個，低頻子圖1個，將其分解為獨立的8個區(qū)域，選擇連續(xù)的最大的區(qū)域，以此作為比較評判的標準，用來提取特征數(shù)據(jù)。算法為：

Step1：對載體圖像進行三級小波分解，變成高頻子圖[Dkj（j，k=1，2，…，8）]九個，及低頻子圖[A13]一個。將低頻與高頻子圖劃成8個子塊且這8個子塊互不相交。

Step2：將待嵌入水印每個灰度值轉換為8位二進制，可得到數(shù)組W。

Step3：生成特征碼[D（i，j，m）]：

其中，[A（i，j）]為逼近子圖中的系數(shù)，i，j=1，2，…，64；對Zn乘系數(shù)[A]和[Sn]的比值Rn，使得Zn與[A（i，j）]具有可比性。對每一個（A）值，[Sn]中行元素均值即為[Zn]，[Zn]的大小隨著[Sn]從1×1到16×16變化。

Step4：生成認證碼[K（i，j，n）=W（i，j，n）⊕D（i，j，n）]，用于提取和檢測水印，以便進行版權保護。

水印提取時，可從第三方得到認證碼K，計算后得到水印像素值，并擴展到[0，255]，得到水印圖像。圖1為水印提取流程圖。

2水印抗攻擊性能測試

原始載體圖像lena，Woman和Flower，大小為512×512，水印圖像大小為64×64。將水印圖像分別使用文中非嵌入式算法進行處理。圖2為原始載體圖像，圖3為原始水印圖像，圖4為水印分別嵌入lena，Woman和Flower后的提取效果。

2.1實驗結果分析

對lena、Woman和Flower進行各種攻擊實驗，水印提取效果見表1。

由表1實驗結果可得出結論，算法對于乘性噪聲、椒鹽噪聲、中值濾波、剪切攻擊、壓縮攻擊等都具有很好的抗攻擊能力，對高斯噪聲抵御能力稍微弱一些。

3結論

算法利用原始圖像屬性生成認證碼，交由可信第三方發(fā)布，不會對原始圖像造成破壞，既保證了作品質量，又使作品版權得到有效保護。通過實驗證明，該算法具有完美的不可見性，很強的魯棒性及抗噪性能。

參考文獻：

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