Binary watermarking algorithm in DCT domain based on human visual characteristics

2013-09-20
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数字水印技术是一种在数字多媒体中嵌入数字信息，从而保护媒体版权的方法，它已经成为保护数字作品版权的重要手段。本文利用扩频技术原理，提出了一种DCT域数字水印算法，该算法用伪随机序列对二值水印图像进行置乱扩频，然后根据人类视觉特性将调制信息嵌入载体图像DCT域中。仿真结果说明这种数字水印算法具有很好的安全性和稳健性。关键词：数字水印；人眼视觉模型；鲁棒性；扩频近几年，数字水印作为一种多媒体数据版权保护和内容认证的新技术，得到了广泛的研究。数字水印根据水印实现方法的不同，可分为空域算法和变换域算法，其中DCT变换是应用最广泛的变换域算法[1][2]。文献[3]是DCT域代表性算法，是Cox于1995年提出的，该算法将扩频技术应用到数字图像水印技术中,可以显著增强系统的鲁棒性和安全性[4][5]，采用伪随机序列作为水印，具有较好的鲁棒性，但是该算法采用全局DCT变换，因而嵌入的信息量较少。文献[7]在Cox算法的基础上，提出了改进算法：基于分块DCT的数字水印算法。但该算法水印仍采用伪随机序列，这种水印检测仅能说明水印是否存在。在许多应用场合，要求嵌入有意义的水印[8]，二维水印就是一种重要的有意义水印。利用扩频序列对二维水印扩频调制可以将水印分布在许多频域系数中，加入每个频域系数的信号能量很小且不可随意检测，利用人的视觉掩蔽效应可以增加加入水印的能量，增强了水印的透明性和鲁棒性，另外，由于随机序列相关性强的特点，水印提取时可使误码率较低。所以本文在上述算法的基础上对水印算法作了改进,充分考虑人类视觉模型[9]，设计了一种DCT域扩频二值水印算法。文中对水印性能进行了分析，实验结果表明，该水印方案具有很好的透明性和鲁棒性。

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