9、基于局部二值模式算子的图像水印技术

基于局部二值模式算子的图像水印技术

1. 引言

互联网和数字消费设备的发展让数字数据的获取、传输和存储变得极为便捷，深刻改变了我们的社会和日常生活。然而，如何保障这些数据的安全，防止未经授权的修改，成为了一个备受关注的问题。这一问题在版权保护、内容认证、信息隐藏和隐蔽通信等多个领域都显得尤为突出。

数字水印技术被认为是解决这一问题的有效手段。许多研究人员开发了各种数字水印算法，旨在将一些秘密数据（即水印）嵌入到数字内容中，以标记或保护数字数据。水印嵌入到宿主图像中时，产生的失真应小到难以察觉，同时，嵌入的水印必须足够鲁棒，能够抵御常见的退化或蓄意攻击。

在过去的20年里，数字水印技术取得了显著进展，从空间域发展到变换域，从鲁棒性走向脆弱性，从不可逆性发展到可逆性。数字水印技术可分为完全脆弱水印和半脆弱水印。完全脆弱水印不允许对图像进行任何修改，任何篡改操作都会导致图像验证失败；半脆弱水印更注重水印信息，比完全脆弱水印更具鲁棒性，但比鲁棒水印更脆弱，半脆弱水印图像可以承受一些常见的图像处理操作，如格式转换、加性噪声、压缩、亮度变化和对比度调整等，并且仍能通过验证，因此应用更为广泛。

本文将局部二值模式（LBP）算子引入图像水印领域，提出了一种新的半脆弱水印方法。

2. LBP算子及其扩展

2.1 原始LBP算子

LBP算子最初是为了在纹理分析中测量局部对比度而提出的，已成功应用于视觉检测和图像检索。LBP算子定义在一个圆形局部邻域内，以中心像素为阈值，将半径为R内的P个圆形对称邻域像素与中心像素进行比较。若邻域像素值大于中心像素，则标记为1；若小于中心像素，则标记为0。其中，P = (2R +