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文献引用格式：梁艳招.基于低频子带离散小波变换的数字水印技术[J].电声技术，2018, 42(5) :25 -27.
LIANG Y Z. Based on low frequency band discrete wavelet transform digital watermarking [ J ]. Audio engineering,
2018 , 42(5) :25 - 27.
中图法分类号:TP393 文献标志码:A DOI：10. 16311/j. audioe. 2018.05.006
基于低频子带离散小波变换的数字水印技术
梁艳招
(汕尾职业技术学院，广东汕尾5166〇0)
摘要：本文提出利用小波变换技术的变换域水印方法。灰度级宿主图像划分为四个子带:11、1^、}111、1^。其中的 低频分量LL包含最大信息量实验图像的平均成分。由于图像被划分四分带，应用离散小波变
换技术插入大小相等 水印至LL子带，并使用XOR运算方法来嵌入水印。经过实验，如宿主图像和水印图像嵌入对比，嵌入前后对比，以及峰值信噪比进行了分析。结果表明该水印算法，具有良好的隐秘性和鲁棒性。
关键词：低频分量；离散小波变换；嵌入
Based on Low Frequency Band Discrete Wavelet Transform Digital Watermarking
LIANG Yanzhao
(Shanwei Polytechnic, Guangdong Shanwei 516600, China)
Abstract：we propose the transformation of wavelet transform domain watermarking method. The gray level host image is divided into four sub bands：LL, LH, HH, HL. The low-frequency component LL contains the average composition of the maximum information experimental image. Because the image is divided into four bands, the discrete wavelet transform technology is applied to insert the same size watermark into the LL subband, and the XOR operation method is used to embed watermark. Results the comparison between the image of host image and watermark image, the comparison between embedding and comparison, and the results of peak signal - to - noise ratio were analyzed. The results show that the watermark algorithm has good secrecy and strong robustness.
Key words；low frequency；discrete wavelet transform；embedding
1引言
数字水印技术即被用来隐藏中覆盖媒体来保 护的软件的版权所有信息。嵌入水印[1]需要使用 插入算法把水印嵌人至图像中。嵌入后，提取算法 用于提取水印。数字水印技术分为两部分：空间域 技术和变换域技术。
在变换域水印被插入到宿主图像使用像离散 余弦变换（DCT)、离散小波变换（DWT)和离散傅 里叶变换（DFT)的各种转换。与空域技术[3]相 比，它显示了更好的鲁棒性。
(1)离散余弦变换:D C T数字水印首先原始图像分成8 x 8块的像素来隐藏秘密数据。它将图 像分为高、低和中等频率域。如果任何单一系数发 生变化，则影响所有64块像素。
(2)离散小波变换:D W T分为高和低频率的信 号。高频率部分包含边缘组件，低频率部分又分为 高、低的部分。即划分四个子带的频率。这些子带 可以分解进一步获取下一个粗尺度的小波系数。若要执行第二个层次分解，离散小波变换应用于LL 带进行四个子带分解:LL1、LH1、HL1和HH1[2]。
离散小波变换分解信号转换成相互正交。这 是连续小波变换（CWT)和离散小波变换（DT CWT)的主要区别。在精确条件下，离散小波变换
基金项目：汕尾职业技术学院青年课题(SWKT16 -006)资助，广东省高职高专云计算与大数据专业委员会教育科研课
题（GDYJSKT16-13)资助
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语音技术
f A H^^r-'^1 £1
给出条件如下：例如扩张方程：
00
<p (x ) = X aK <P(Sx - k)z
(1)
-a 〇
其中s 缩放因子和a t 是系数，定义尺度函数和 小波的有限集。
「〇〇
(p (x)^>(x + \)dx = S0,i
(2)
J - 〇〇
D W T 是优越的转型，因为它有两个主要特点:
多分辨率和最佳图片定位。如图1所示。
图1第一和第二层分解的原始图像
(3)离散傅里叶变换：离散傅里叶变换用于获 取原始图像每个像素的频率分量。
2国内外研究现状
Signh 等人[1]提出在空间中插入多个水印的空
间和频率域，使信息安全。Muhammad 等人[2]提出 新的鲁棒数字图像水印技术，是基于奇异值分解和 离散小波变换来保护专利。Raval 等人[3]分析多个 水印图像中的2级离散小波变换的子带分量性能， 用加强因子系数缩放法，插人2个不同二值图像水 印。R anjaii 等人[4]提出了基于通过应用一级离散 小波变换和DCT 变换的块大小为8 x 8后插人最后 一个像素的每个博克的二值水印保护基础非盲水 印方法。S ridhar 等人应用多个水印于单个宿主 图像。
3小波变换域法
隐藏(W )
大小的水印技术，我们采用
学校校徽为水印图像，嵌人至灰度宿主图像（H )， 实验的宿主图选取标准的测试图le n a 图。在四子 带LL 、H L 、L H 和H H 的宿主图像上应用D W T 变 换。然后使用X 0R 运算在L L 子带插人水印。在 提取水印过程中，应用与嵌入水印相反的程序。
(1)
应用D W T 变换，产生4个子带。我们选择 L L 子频带嵌入水印。如图2 ~图3所示。
(2) 嵌入水印到L L 子带。
分 M m . d 对珩方 W 分M iim
图2第一层小波变换图像分解
图3原始图像和重构图像
3.1水印嵌入算法
嵌人过程步骤如下：
⑴阅读(抝宿主图像和水印图像o n
H = 1^1/1；, =
K
⑶
其中〜E ■[宿主图像}，且&E 0,1，. ■■ ,255)
(2)
应用D W T 变换于宿主图，且四个子带L L ,
H L ,L H 和H H 分别与四个不同频率：低频分量、垂
直分量、水平分量和对角分量相匹配。
(3) 选择L L 子带并在其中插入水印
IF = H
I 0矣m <LL r, 0矣7i <Z icl
(4)
其中和是频率域中图像变换L L 子带的
维度。
(4) 水印的嵌人可写作：
丑■㊉⑶
(5)
L L 子带的含密图像S ……隐藏像素是用逆小
波变换后得到，表示为：
S ^\S ,\S ^ X
Sijx
(6)其中、e |水印图像丨且、
e
(0,
1,…，255。）
3.2水印提取算法
萃取过程的步骤如下：
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e翻图#
字符串截取小数点图4图像嵌入水印及嵌水印后加椒盐噪声后
⑴读取含密图像(〇和宿主图像（H)。
S= (S,\S,=X Si j x(7)
其中S* e j水印图像1且SlJ t e (0，1，2, (255)
(2) 应用DW T变换的宿主图像和水印图像，有 四个不同的频率，分别为近似分量，垂直分量、水平
分量和对角分量，对应4子带LL、H L、L H和HH。
(3) 选择宿主图像的L L子带和水印图像
(4) 完成水印的提取写为：
1S■㊉A…J 0 矣m < i i r，0 矣n < L ic
(8)
(5) 应用逆小波变换得到宿主图像。
H =| /i.. \ht j= Y, K I (9)
N^L^SMANAri Pai YtrCtHtllC ^ilAMW fl f C1I Vtrfh N f
图5提取的水印图像及提取加噪声后的水印图像其中\E1宿主图像丨且h E(0,1,2,...，
255)。
4总结
通过实验分析，得出原始图像与重构图像几乎
无差别，水印图像在加噪声前后基本无差别。由此
说明，原始图像嵌人水印具有一定的抗攻击和抗噪
声干扰。利用lena.jp g图像进行测试，提出的方法
具有良好的隐秘性，水印提取的图像与原始图像相
同。为了提高安全性，我们采用XO R效益运算嵌人
和提取水印。通过分析，提出的方法结果显示具有
一定的价值。
参考文献：
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离散小波变换的数字水印算法[D].杭州：浙江大
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usin DWT and DCT [ C ]. In the Procedding of IEEE on
Advances in computing communication and informatics
(ICACCI), 2015:2042-2048.
作者简介：
梁艳招（1982—），讲师，硕士研究生。主要研究方向：大
数据，网络安全。
责任编辑：胡鑫收稿日期=2018-03-14•费妓•收科网土上：I m.l i o P U i、2H
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