基于半色调图像的数字水印技术研究

摘要

数字水印是一种十分便捷有效的数字产品防伪方式，其具备良好的不可感知性和鲁棒性，被广泛应用于数字媒体信息的版权认证。随着媒体技术的发展，半色调图像在网络上大量传输。但是，针对半色调图像的数字水印技术还不能完全满足版权保护的需求，因此提出一种基于半色调图像的数字水印技术是十分必要的。 通过综合分析数字水印技术在连续调图像与半色调图像领域的应用情况，选择在空间域内对半色调图像进行水印的嵌入和提取。结合人眼视觉模型理论，改善了半色调图像在嵌入水印信息之后图像视觉质量差的问题，并利用相似像素块替换来嵌入和提取水印。将人眼视觉特性矩阵分别与原始像素块矩阵和备选像素块矩阵作卷积运算，用欧式距离测算出与原始像素块最小距离的备选像素块，建立查找表。该方法得到的含水印载体半色调图像视觉质量良好，其峰值信噪比PSNR值都在48.0000以上，水印的隐蔽性较强。 结果表明：用相似像素块翻转的方式实现了一种可逆水印算法，既能用于版权认证，又可以还原载体信息，用于内容保护。由于将查找表也嵌入载体图像，水印可以盲提取。该水印方法在Matlab软件上编程实现，并通过归一化相关系数NC评价水印的可识别度。对含水印图像进行剪切、涂改和椒盐噪声攻击测试：当攻击较弱时，水印NC值较大，在0.80以上，识别度高；攻击较强时，NC值也能达到0.65以上，具备一定的识别度。水印方法鲁棒性良好，也可以用于半色调图像的防伪和版权保护。

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