李何葉+朱家慧+李雨霖+秦瑤+張新浩+李德

摘 要：零水印是一種新的數(shù)字水印方法，可以解決不可見(jiàn)數(shù)字水印的可感知性和魯棒性之間的矛盾，動(dòng)畫(huà)零水印算法更適合于動(dòng)畫(huà)類(lèi)數(shù)字作品的版權(quán)保護(hù)且具有良好的性能。

關(guān)鍵詞：零水印；3D輪廓波變換；視覺(jué)密碼技術(shù)；幾何攻擊；離散余弦變換

動(dòng)畫(huà)零水印算法，其核心就是對(duì)動(dòng)畫(huà)零水印的構(gòu)造及檢測(cè)，來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像抵抗攻擊的性能的提高。

1.零水印算法設(shè)計(jì)

1.1動(dòng)畫(huà)零水印構(gòu)造算法

Step1：讀入原始動(dòng)畫(huà)視頻，選取關(guān)鍵幀，并對(duì)這些關(guān)鍵幀進(jìn)行分組

Step2：對(duì)每一組每一幀進(jìn)行2D DCT變換并提取低頻系數(shù)

Step3：對(duì)每一組每一幀低頻系數(shù)進(jìn)行3D Contourlet變換[1]，并得到分解后的低頻系數(shù)CE 。Contourlet變換有多尺度多方向的分解特性，可以更好地多方向多分辨率地解析動(dòng)畫(huà)視頻，利用邊緣清晰的特征來(lái)完成零水印的構(gòu)造。

Step4：將低頻系數(shù)進(jìn)行2×2分塊分解，最大奇異值矩陣二值化為T(mén) 保存。

Step5：讀入原始水印圖像進(jìn)行混沌置亂處理[2]，利用視覺(jué)密碼技術(shù)[3]對(duì)水印圖像進(jìn)行處理得到加密后的預(yù)處理圖像W。

Step6：二值序列T與預(yù)處理圖像W進(jìn)行邏輯運(yùn)算，得到最終的零水印密鑰。

Step7：將得到的密鑰圖像重建視頻序列得到最終零水印視頻。

1.2動(dòng)畫(huà)零水印檢測(cè)算法

Step1：動(dòng)畫(huà)視頻的處理與動(dòng)畫(huà)零水印算法中的對(duì)視頻的處理方法相同，得到二值序列T'并保存。

Step2：二值序列T'已保存的二值序列T進(jìn)行邏輯運(yùn)算，得到新的特征序列X。

Step3：利用視覺(jué)密碼中的密鑰以及Arnold變換的逆變換恢復(fù)出原始水印圖像

Step4：對(duì)視頻進(jìn)行攻擊實(shí)驗(yàn)

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

實(shí)驗(yàn)環(huán)境：在MATLAB R2012a中運(yùn)行，原始視頻100幀1280×640，水印圖像大小為64×64，對(duì)于本文提出的動(dòng)畫(huà)零水印算法進(jìn)行了多種攻擊實(shí)驗(yàn)，高斯噪聲攻擊、剪切攻擊以及壓縮攻擊等來(lái)驗(yàn)證其魯棒性，運(yùn)用NC的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行算法性能的判斷。在無(wú)攻擊的情況下提取出的水印圖像準(zhǔn)確無(wú)誤，NC值（與原始水印圖形相似度）為1。而在高斯噪聲攻擊參數(shù)為0.1時(shí)，NC值為0.9834；剪切攻擊參數(shù)為200×200時(shí)，NC值為0.8752；壓縮攻擊參數(shù)為6：1時(shí)，NC值為0.8975。

通過(guò)以上攻擊實(shí)驗(yàn)，可以驗(yàn)證該零水印算法在抵抗一些常見(jiàn)攻擊上具有較強(qiáng)的魯棒性。

3.結(jié)論

通過(guò)對(duì)動(dòng)畫(huà)零水印算法的概述，利用輪廓波變換的特性，使得動(dòng)畫(huà)零水印算法魯棒性與不可見(jiàn)性較好。通過(guò)攻擊實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析可以得出，基于邊緣特征的動(dòng)畫(huà)零水印算法抵抗攻擊的性能較好。

參考文獻(xiàn)：

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