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DWT在柵格資料嵌入不可見水印的應用

1.1.1 嵌入水印

  1. 有意義的文字->二值影象->二值序列->置亂、加密->二值水印資訊。
  2. 讀取柵格資料,並進行M*M的分塊處理,M為偶數。設分塊區域,尺寸為偶數,滿足DWT的條件
  3. 獲取內所有像元屬性值,得到參與變換的陣列序列(可以是);對進行DWT變換,然後從小波係數中獲取其低頻分量區域。
  4. 基於低頻分量,構建資料-水印同步函式:

 

中心(或最接近中心左上角)所對應的低頻分量係數為,將其他低頻分量係數相加得到 。T 是固定值,與水印資訊長度 N 有關,表示同步函式的跳躍間隔,一般應大於水印嵌入時的量化步長h。利用同步函式可找到區域內所對應的水印資訊在水印序列中的索引號。

  1. 獲取水印位對應的水印資訊,將水印資訊嵌入到低頻分量區域所對應的低頻分量係數中

當水印資訊位 =1時,按照下式進行水印資訊的嵌入:

 

當水印資訊位 =0時,按照下式進行水印資訊的嵌入:

 

  1. 對含水印資訊的小波係數進行小波逆變換處理,得到含水印分塊資料序列 。而將陣列元素  與對應的原始資料對比,對於變化幅度較大的柵格地理資料點,用資料拉回操作來修正水印誤差,最後將相應的資料放回分塊區域 內對應的位置
  2. 對所有分塊資料進行水印嵌入操作,而後按分塊復原策略將水印分塊資料組織起來得到含水印的柵格地理資料。
    1. 獲取柵格地理資料,然後對資料進行M*M分塊,
    2. 統計每個分塊區域的像元屬性特徵,而後進行小波變換處理,並獲取其低頻分量區域。然後,按照水印嵌入時所構建的資料-水印同步函式,進行水印資訊位的定位和提取,水印資訊提取的位置與水印嵌入位置相同,這個過程實際是水印嵌入的逆過程。提取方法如下式所示:

1.1.2 水印檢測(預設未受到攻擊)

 

  1. 提取的水印資訊位根據模糊模式識別的最大隸屬度原則進行判別。定義第i 位水印資訊 在空間上對 1 的隸屬度為: 中1的個數/T ;第i 位水印資訊 在空間上對-1 的隸屬度為:中-1的個數/T 。根據最大隸屬度原則,來確定第i位水印資訊是 1 還是-1。而後對提取出的水印資訊進行如下式處理:

 

則提取出水印資訊。

由於有意義二值影象水印資訊在嵌入二值柵格地理資料前對其進行了加密、置亂等資料預處理,因此需要對所提取的水印資訊 進行相應的解密、逆置亂等資料預處理,以便於水印資訊的視覺化顯示。最後,對水印資訊以二值影象的方式組織並顯示以進行判讀。