二值数字水印的嵌入和提取

0引言
随着Internet的普及,图像在数字媒体或互联网上散布时,可被无误差的重复复制,图像所有者的权利有可能受到侵害,信息的安全保护问题日益突出。有效地防止数据的非法复制的方法之一就是把水印的信息插入到潜在的易受攻击的图像中,水印不能从图像本身分离出来。数字水印的概念还可以扩展到电视图像和声音等领域,数字水印技术作为版权保护的重要手段而得到了广泛的研究和应用。
数字水印(Digital Watermarking)技术是将一些标识信息(即数字水印)直接嵌入数字载体(包括多媒体、文档、软件等)当中,但不影响原载体的使用价值,也不容易被人的知觉系统(如视觉或听觉系统)觉察或注意到。通过这些隐藏在载体中的信息,可以达到确认内容创建者、购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改等目的。数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。简单的可见水印处理在空间域执行。不可见水印是裸眼看不见的,需要使用一个合适的解码算法进行恢复。水印处理的目的是在图像上添加数据信息,水印本身可以是可见的或不可见的。
本文介绍的数字图像水印处理,是把二值数据插入到一副图像中以对图像构成保护。由于MATLAB m语言是一种非常简单高效、功能极强的编程语言,许多复杂的问题在MATLAB中很容易实现。本文基于频域的DCT(离散余弦变换)数字水印算法过程,详细介绍用MATLAB实现数字水印的嵌入和提取的方法。
1数字水印技术
渠道联盟
从信号处理的角度看,在载体图像中嵌入数字水印可以视为在强背景(即原始图像)下叠加一个视觉上看不到的弱信号(水印),由于人的视觉系统(Human Visual System,HVS)分辨率受到一定的限制,只要叠加信号的幅度低于HVS的对比度门限,HVS就无法感觉到信号的存在,因此,通过对载体对象作一定的调整,就有可能在不引起人感知的情况下嵌入一些信息。南传术数
1.1数字水印嵌入的原理
图1中的编码器把水印w i嵌入到图像f i中,产生加过水印的图像f w。
图1水印处理系统的编码器
水印嵌入准则分为加法准则和乘法准则,如式(1)和(2)所示:
x
w(k)=x0(k)+αω(k)(1)
x牛津小学英语6a教案
w(k)=x0(k)(1+αω(k))(2)α为强度因子,保证在水印不可见的前提下,尽可能提高嵌入水
印的强度。α的选择必须要考虑图像的性质和系统的视觉特性。1.2数字水印的提取和检测原理
图2中解码器提取和验证加过水印的输入f w或没有加过水印的输入f i中水印w i的存在性。如果水印可见,不需要解码器,如果水印不可见,解码器可能需要也可能不需要f i和w i的拷贝去做提取和验证工作。但将水印技术用于图像的网络发布和传播时,如果检测时需要使用原始图像则是个缺陷,因此,当前大多数的水印检测算法不需要原始图像的参与。
图2水印处理系统的解码器
2DCT数字图像水印算法
2.1二值水印的嵌入算法
水印信息选择二值化的灰度图像,嵌入系数根据水印图像的二值性进行选择,首先将原始图像分成8×8的子块,然后将数字水印的灰度值直接植入到原始二值灰度图像DCT变换域中,实现水印的嵌入。具体方法如下:
设X是M*N大小的原始图像,W是水印图像,大小为P*Q,M和N分别是P和Q的偶数倍。把水印W加载到图像X中,算法分以下几步进行:
(1)将X分解为(M/8)*(N/8)个8*8大小的方块BX(m,n),同时,将W也分解为(M/8)*(N/8)个(8·P/M)*(8·Q/N)大小的方块BW(m,n), 1≤m≤M/8,1≤n≤N/8。
(2)对每一个BX(m,n)进行DCT变换:DBX′(m,n)=DCT(BX(m, n))。
(3)对每一个DBX′(m,n)和BW(m,n),si为从DBX′(m,n)的中频选出的加载的位置,1≤i≤(8·P/M)*(8·Q/N),ti为水印BW(m,n)的位置坐标1≤i≤(8·P/M)*(8·Q/N)。DBX″(m,n)(si)=α*BW(m,n)(ti),其中α是加权系数,用DBX″(m,n)(si)来代替DBX′(m,n)(si)得到加载水印后的图像。
(4)对以上得到的每一个DBX″(m,n)进行逆DCT变换:IDBX(m,n) =IDCT(DBX″(m,n))。并将各方块IDBX(m,n)合并为一个整图X′,即加
二值数字水印的嵌入和提取
刘艳华
(盐城工学院信息工程学院,江苏盐城224051)
【摘要】在抵抗多媒体盗版方面,数字水印技术具有巨大的应用前景。文中介绍了一种数字水印的变换域算法—基于离散余弦变换的数字水印技术。介绍了数字水印嵌入和提取的原理,分别给出了基于
离散余弦变换(DCT)的嵌入和提取算法,并用MATLAB实现了二值数字水印对灰度图像的嵌入和提取。从仿真结果可以看出,嵌入水印信息后,原图与嵌入水印后的图像在视觉效果上没有明显分别,不影响图像的正常使用。
【关键词】数字水印;DCT;MATLAB
Embedding and Extraction of Binary Digital Watermark
LIU Yan-hua
(School of Information Engineering,Yancheng Institution of technology,Yancheng Jiangsu224051,China)【Abstract】In terms of resistance multimedia piracy,digital watermarking technology has great application prospects.This paper describes digital ing algorithm in transform domain-based on the discrete cosine transform digital watermark technology.The digital watermark embedding and extraction principle is described.The embedding and extraction algorithm based on the discrete cosine transform(DCT)is given.The embedding and extracting of binary digital watermark to grayscale image are achieved.It can be seen from the simulation results that there is no significant difference in the visual effects between artwork and image watermarked and watermark does not affect the normal use of the image.
【Key words】Digital watermark;DCT;
MATLAB
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Science&Technology Vision科技视界
(上接第124页)本文依据我校软件工程专业认知与定位和现有人才培养模式存在的教学困境,提出了软件工程专业课程建设方案,旨在为课程体系与教学内容整体优化提供有益探索,从而培养能适应技术进步和社会需求变化的高素质、实用型、具有竞争能力的软件工程高级应用型人才。
[1]张效祥.计算机科学技术百科全书[M].北京:清华大学出版社,2005,11:183.[2]彭佳红,等.软件工程专业课程体系与课程研究[J].2版.高等农业教育,2013
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[3]翁伟,吴克寿,吴芸,等.程序设计课程建设探索与实践[J].计算机教育,2009 (23):122-125.
[责任编辑:曹明明
]
(上接第142页)5发货管理存在疏漏
发货管理是实物控制的一个重要措施。由于发货要牵涉到多个部门,包括销售部、财务部、仓库和物流部等,所以很多企业由于信息传递的错误和仓库管理的不善造成发货错误或混乱,甚至遭遇欺诈。发货环节常见内控漏洞:遭遇欺诈提货(譬如伪造提单或发货单据);发货未经适当授权审批;不符合信用政策的发货;重复发货;货物发给了错误的客户;货物未能及时备好发给客户;发货未留提货人签收证据等。
为此,仓储部门应加强发货审核,关注提货单据真伪,是否已收到客户款项或符合信用政策,对首次交易客户或陌生客户尤其要注意风险防范。
6经销商缺乏严格管理
对大多数制造企业来说,销售是通过经销商来完成的。如果对经销商没有相对完善的管理体系,将严重影响到公司市场拓展、回款及客户服务等工作。经销商管理常见内控漏洞有:缺乏经销商准入机制;缺乏经销商的考核和奖惩i对经销商激励政策不合理;对经销商不当行为(如伪造授权、滥用授权、串货、违反价格政策)缺乏监督和纠正机制;经销商没有淘汰机制等。
为此,公司应制定统一的经销商管理制度,对经销商进行分类,并明确经销政策,持续监督经销商行为,对经销商违规行为及时纠正,表现优秀的经销商予以奖励,保持经销商体系健康发展。
7销售收款存在漏洞
收款安全是销售管控中重要一环,财务人员尤其要关注销售收款问题。销售收款环节常见内控漏洞:收款过程中存在舞弊,货款被不当挪用或贪污;结算方式选择不当,票据管理不善,账款回收不力,导致销售款项不能收回或遭受欺诈;应收账款未采取恰当催收措施等。
针对收款环节的风险,企业结合货币资金管理,完善收款流程,企业在和客户签订合同时,应在销售合同中明确结算方式和公司收款账号。原则上不应由销售人员收款,如确需销售人员收款,应取得公司授权并要求收款后及时上交公司。企业应建立应收账款分析制度和催收制度,确保货款及时回收。
以上对我国企业常见销售业务内控漏洞进行了探讨,需要特别说明的是,由于销售业务内部控制具有复杂性,上述漏洞只是典型问题示例而非穷举,不同企业情况千差万别,需要各企业灵活分析和应用。
[1]马军生.内控漏洞识别与财务应对[D].云南大学出版社,2014,3.
[2]秦荣生,张庆龙.企业内部控制与风险管理[M].经济科学出版社,2012,9.
[责任编辑:汤静]
载了水印的新图像。
微计算机信息
2.2二值水印的提取算法
设图像X′为已经加载了水印的载体图像。现要将所加载的水印从X′中提取出来。其过程为上述加载水印算法的逆运算: (1)将X′分为(M/8)*(N/8)个8×8大小的方块BX′(m,n),1≤m≤M/ 8,1≤n≤N/8。(2)对每一个BX′(m,n)进行二维DCT反变换:BX(m,n)= iDCT(BX′(m,n))。
(3)对每一个BX(m,n),按照式BW(m,n)(ti)=1/α*BX(m,n)(si)得到BW(m,n)。将上面得到的所有BW(m,n)合并成一个整图W。
3MATLAB实现
下面以256*256的灰度图像作为原始图像,以32*32的二值图像
作为水印图像,来实现水印的嵌入与提取。
运行得到结果如图3。
图3水印的嵌入提取结果
增加强度因子为0.08,结果如图4,水印已经显现出来。
图4增加强度因子后嵌入和提取结果
4结束语
从仿真结果可以看出,嵌入水印信息后,强度因子选取合适值,原图与嵌入水印信息后的图像在视觉效果上没有明显分别,用肉眼几乎分辨不出,所以强度因子的选取要充分利用利用人眼的视觉特性。利用DCT域嵌入水印后,图像在嵌入水印前后可以做到视觉效果改变不大,不影响图像的正常使用。
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[5]张莉华,陈萍.信息安全中的数字水印算法研究[J].计算机仿真,2011(10).
[责任编辑:杨玉洁] 150陈衍
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