13、结合扩频与量化的新型多比特水印方案

结合扩频与量化的新型多比特水印方案

1. 引言

数字水印是多媒体领域的热门研究话题，旨在将辅助信息隐藏于宿主数字信号中，且在信号一定程度失真时仍可检测到隐藏信息。

过去十年，众多水印算法被提出，主要分为以下几类：
- 基于扩频（SS）调制技术 ：通过将宿主信号与由嵌入信号调制的小伪噪声信号线性组合来嵌入信息，对干扰噪声和有损压缩有较好的鲁棒性，但不具备宿主干扰消除和盲检测特性。
- 宿主干扰消除方法 ：如量化索引调制（QIM）、标量科斯塔方案（SCS），利用抖动量化嵌入信息，基于强大的信息论分析，可嵌入多比特水印消息。
- 扩频变换抖动调制（STDM） ：是QIM的特殊情况，有效结合了基于量化的方案和扩频方法的多样性，但仅使用一个扩展向量，每个隐藏比特分布在宿主信号的一个块上。

本文提出一种新型多比特水印方案，利用量化嵌入器沿多个正交归一化方向修改宿主信号。

2. 提出的方法

2.1 水印嵌入器

• 编码消息 ：假设 $m$ 的二进制表示为 $b$，将 $b$ 编码成长度为 $p$ 的水印字母序列 $d$，其中 $d_i \in D$，$D$ 可以是二进制 ${0, 1}$ 或多级 ${1, 2, \ldots, D}$，通常 $p < N$。
• 生成水印模式 ：使用以密钥 $K$ 初始化的随机数生成器（RNG）生成一组 $p$ 个随机水印模式 $W = {w