
不可见性是图像隐形水印最基本的要求之一,它的客观标准是水印图像的信噪比。根据这个标准,提出了一种基于小波的以彩色图像为水印的自适应水印算法:根据需要的水印图像三基色的信噪比,对于不同的彩色宿主图像和彩色水印,都能够完全自适应地选择三基色各自的水印嵌人强度值w。试验结果表明该算法能够自动实现所要求的水印图像信噪比,水印具有较强的稳健性。该算法可以使每幅图像在不可见性(PSNR)和鲁棒性(参数二)间都能自然地达到最大程度的平衡,实用性较强。
0引言
近几年来数字水印技术作为保护数字产品版权的一种新兴技术,已成为国内外学者研究的热点。绝大多数的水印算法应满足不可感知性(以水印图像的信噪比PSNR衡量)和鲁棒性的要求。水印的不可感知性和鲁棒性之间是相互矛盾的。因此,人们提出自适应地控制水印的嵌人强度,以满足在水印不可感知的条件下最大强度的嵌人水印信息。到目前为止,已有很多特点各异的自适应水印算法。文献2,3是双彩色水印算法,根据人眼对三基色RGB的灵敏度不同,它们对三基色的水印嵌人强度比固定为2:1:40程卫东根据人眼对绿色最敏感的特性及宿主图像块中绿色分量的比例,在水印的嵌人过程中采用了两个嵌人强度值,但这两个值都是通过试验的办法确定的。文献1,5是根据图像内容自适应地确定嵌人强度,它们的自适应程度更高。以上算法有共同的缺陷:在水印嵌人前,水印图像的PSNR都是不可预知的。文献6,7提出以水印图像的信噪比自适应地确定嵌人强度,实现嵌人强度w的完全自适应。这种方法克服了需通过冗长的实验来反复调试选择有限个拉伸强度及试验结果不可预知的局限性。但它们也有缺限,这在2.2节将有和文中算法的对比说明。
针对以上算法的问题,提出一种基于小波的完全自适应双彩色水印算法:根据预先规定的RGB三基色的任意精度的信噪比,能够完全自适应地确定三基色的嵌人强度。
1水印的嵌入和提取
1.1彩色水印的嵌入
文献8中的算法没有自适应性,嵌人强度要用手工反复调试,且双彩色水印嵌人强度与多种因素有关,用人工的方法很难获得最佳嵌人。笔者在文献81算法的基础上进行了改进,使双彩色水印嵌入具有完全自适应性。
彩色图像的红(R)、绿(G)、蓝(B)三个分量是独立并行的,所以下面以R分量为代表介绍水印的嵌人过程。
假设彩色宿主图像的大小为M xN,彩色水印的大小为na X n,并且满足na X n簇Ml2p x N2叹本实验中取等号),P为正整数,也是宿主图像进行小波分解的级数。
算法的具体步骤为:
(1)将宿主图像的R分量进行p级小波分解。
(2)将分解后的R分量的p级低频系数分别与水印信号R分量的灰度值按式(1)直接相加,相加后的值作为新的宿主图像(一般称为水印图像)R分量的p级低频系数。
式(1)中Cup‘为新的宿主图像R分量的第p级低频系数,Cep为原宿主图像R分量的第p级低频系数,wx(i}l)为水印的R分量灰度值,wx为R分量的嵌人强度(用wR , w , wB分别表示红、绿、蓝三基色嵌人强度,文中试验中三基色的初值嵌人强度都为0.2)。
(3)将步骤(2)求得的红基色低频系数和没有变化的各级高频系数一起进行小波重构,即得彩色水印图像的R分量图像。
(4)用一维搜索法叫确定满足信噪比要求的嵌人强度wx,分如下两步进行:
第一步:用适当的步长h(文中试验中取0.10),从wx。开始确定wx的搜索区间wry , wxe,为第二步提供必要条件,流程图如图1所示。因为由严格极小点性质知:满足信噪比要求的最佳嵌入强度应在这个区间内。图1中的PSNR*表示水印图像的R分量的峰值信噪比(同理,文中PSNR , I'SNR。分别表示水印图像绿、蓝分量的峰值信噪比)。
第二步:用黄金分割法不断压缩搜索区间w,w,使它逼近最佳嵌人强度wrz,直到新插人的分点满足所要求的精度为止。本实验精度要求如式(2)所示。
其中PSNRR。为希望得到的红基色水印图像的峰值信噪比。
(5)以最后一次搜索时插人的新分点的值作为最终的水印嵌人强度wx,再执行步骤(3)得到最终水印图像的R分量图像,并输出PSNRR,保存wx值。
(6)对G,B分量的处理过程同R分量。经过以上步骤分别得出并保存嵌人强度w, wH,彩色水印图像的G,B分量图像及相应的PSN凡,PSN凡。
(7)将重构后的三基色分量图像组成一幅彩色图像,即得彩色水印图像。
1.2水印的提取
水印的提取过程是嵌人的逆过程,提取时需要原始的宿主图像。具体步骤为:
(1)对宿主图像和水印图像的R分量图像都进行p级小波变换。
(2)将水印图像的R分量图像的p级低频系数值,减去相应的宿主图像的R分量的p级低频系数值,然后将所得差值除以水印嵌人过程中得到并保存的wR值,即得水印的R分量灰度值。
(3)对c,B分量分别重复以上步骤,得到水印的G,B分量图像。
(4)将得到的水印三基色分量级联后即得提取的彩色水印。
2试验结果及比较
2.1实验结果
文中选用512 x SI2的“lena”彩色图像为宿主图像,如图2(a)所示,对它用‘Haar’小波分解。水印选用了三种大小的彩色图像,第一种为32 x 32,如图3(a);第二种为64x64,如图3(b);第三种水印为128 x 128 ,如图3(c)。通过试验,测得的性能参数如表1所示。
由表1可见,虽然水印的尺寸不同,该算法都能自动地确定三基色的嵌人强度值,如表1的2一4行所示。本实验要求水印图像三基色的信噪比都满足式。
(2)(信噪比的标准值和精度根据实际要求确定),表l的5、7行的值都满足这个要求。图2(b)是其中的一幅水印图像,它与原始的宿主图像没有明显的视觉差异。表1的第8,9行是提取水印的客观指标,它们大小比较接近且数据较好,如NCC的值都接近于1,表示提取的水印质量良好。提取的水印如图4所示,可能与数据溢出有关,图片有一点失真,但还是能较好地区分水印的内容。
图4水印图像未受到处理和攻击时所提取的水印
为检验本算法的鲁棒性,对水印图像进行了几种常见的处理和攻击试验,测出的参数如表2、提取出的水印如图5所示。从试验结果可见,虽然水印图像受到了噪声干扰、均值滤波、JPEG2000压缩和剪切,提取出的水印仍能识别,证明该算法对这些常见的处理有较好的鲁棒性。
2.2结果比较与讨论
1)文中算法的优点是实现了完全自适应,而文献8只能先用假定的二值,由相应算法计算出水印图像的PSUR值,然后根据实验结果手工反复调整二值进行实验。
2)文献6,7是基于信噪比的自适应水印算法。
3结束语
由于同一人在不同时刻的签名字体的大小和粗细不同,所以,其相似程度在70%左右,依此数据很难让人信服地判断是同一人的签名。而采用文中方案,先把某人的手写签名存储在计算机中的手写签名数据库中,当需要鉴别某个签名的真伪时,通过输人设备输入待鉴别的手写签名,并按数据库中签名图像的大小和粗细,对待鉴别的手写签名图像进行放大或缩小、膨胀或细化,再计算MSE的值,试验结果为MSE=94.84%。
因此,该方案在鉴别手写签名时是一种简单高效的方法。进一步研究判别图像相似度算法,使手写签名鉴别更加高效准确。进一步试验和完善文中提出的方案,提供更多的数据论证该方案的可行性和正确率。把该方案与数字水印技术相结合,进行更准确的身份认证。
我国大学教育体制面临的诸多问题导源于官僚主义文化环境。对大学教育体制的现代性重构需要从官僚主义文化环境改造入手,将严密科层制化的、行政命令式的、资源控制和价值理念诱导的官僚主义文化进行必要的改造。建立官僚体制与学术权力之间的稳定平衡。重塑大学的自主精神。形成独特的价值理念和自我主体性,恢复大学的本真与个性。 论文关键词:官僚主义;大学体制;现代性重构 大学体制与大学的发展方向、理念、目标及其实...
近年来外语教学改革中盛行的交际法强调教学以学生为中心,开展多种多样的课堂交际活动。与之相适应,教师的角色发生了很大的转变,由传统的单一型逐渐走向多元化和多层次性。文章基于交际法理论,对交际法课堂活动中教师的多重角色进行了探讨。 2000年,教育部颁发的《高职高专教育英语课程教学基本要求》(试行)明确指出高职英语教学“在加强英语语言基础知识和基本技能训练的同时,重视培养学生实际使用英语...
随着经济全球化进程的进一步加快以及我国经济建设的飞速发展,具备良好英语能力,特别是交际能力的大学毕业生越来越受到就业市场的青睐。本文针对我国大学生英语交际能力普遍较低的现状,论述了有效的语言输出策略。 一、引言 21世纪是一个科技、经济突飞猛进的大变革时代,各行各业对于人才的要求越来越高,仅仅拥有专业知识已远远不能满足社会发展的要求。新世纪人才更需具备国际观念以及通晓、处理国际事务的能力,而其...
由于当前我国高校公共体育教学存在着诸多问题,不能适应新世纪人才培养目标的要求,其中教学模式的陈旧是一个关键因素。因此,我们应当与时俱进,积极探索,抓好试点,建立创新教学模式。河南大学体育课程实施了“三自主”教学模式,即实施了大学生“自主选择学习内容、自主选择任课教师、自主选择上课时间”这种创新的、开放的教学模式,是高校公共体育课教学模式改革的成功范例...
国家教育部《中等职业学校数学教学大纲》的颁布给广大中职学校数学教师带来了极大的震撼与鼓舞.怎样深化数学教学改革,优化传统教学,营造和谐课堂氛围,让我们的学生想学、乐学?笔者在数学教学实践中作了有意义的探究. 教育部《中等职业学校数学教学大纲》的颁布给广大中职学校数学教师带来了极大的震撼与鼓舞.一直以来,我们拼尽全力地去严格按照数学的学科体系,严密的逻辑推理,严格的证明,精准的运算,为中职学生讲解...
本文探讨了英国教师职前培养、入职培训和在职进修的一体化及其基本特征,以期对我国当前建立教师职前培养、入职辅导和职后培训一体化的师资培养体系提供参考与借鉴。英国的教师培养包括彼此衔接的三个阶段,即教师职前培养、入职培训和在职进修。这三个阶段构成一个连续的不间断的整体,在教师专业成长和终身教育中处于同等重要地位。一 英国十分重视教师的职前培养,积极探索新的培养模式,注重提高教师的职业技能,为教师的专...
新媒体是国内外媒体研究的热点,随着科学技术和教育技术的发展,新媒体和课堂教学的结合逐渐成为教学研究的重点之一。文章以计算机网络应用课程为例阐述新媒体在国内外教学中的应用,以教学实践为基础与传统教学方式对比,具体阐述和探讨新媒体环境下的计算机网络应用类课程教学方式以及新媒体和计算机网络应用教学结合的优势。 论文关键词:新媒体;计算机网络;教学;建构主义学习观 计算机网络应用课程是普通高校计算机类...
结合生物化学教学实际,通过改革教学内容、双语教学和创新性实验等,提高学生素质,培养学生创新思维和能力。 生物化学是介于生物与化学之间重要的边缘学科,是物理、化学等理论与技术应用于生命科学研究领域所产生的交叉学科,是一门集理论与实验为一体的专业基础课程,在相关学科的发展中占据非常重要的位置。具有知识密集、信息量大、内容复杂、记忆性强、实验技术更新快等特点。面对激烈竞争的市场经济和生物专业学生分配就...
传统教学模式愈来愈暴露出与现代教育的不适应性.要推动教育的现代化,首先要构建创新教学模式.而建立创新教学模式,现代教育技术是无可争辨的中坚力量. 在运用现代教育技术促进素质教育实施的研究和实践中,越来越多的人开始关注新型教学模式的构建和推广.新型教学模式的构建问题实际上是一个教育、教学理念的定位问题,不少学者对此有很深刻的见解.南国农先生认为,新世纪的教育工作者肩负的使命是:用新观念新技术办新教...
本文介绍了建构主义学习理论的基本观点,提出多媒体网络教学应以建构主义学习理论为指导,并着重探讨了基于建构主义的多媒体网络教学应把握的三个关节点。 自20世纪9O年代起,建构主义学习理论悄然兴起。建构主义学习理论是当代教育心理学中的一场革命,是现代学习理论的发展与突破性。它在教学领域带来了学习观和教学观的根本性变革:学习具有自主性、情境性和社会性:学习者不再是外界刺激的接受者,而是知识意义的主动建...
影响因子:1.010
影响因子:1.484
影响因子:4.550
影响因子:0.000
影响因子:6.312
影响因子:1.065
影响因子:0.000
影响因子:5.906