8、基于 5/3 小波分解和 Turbo 码的图像水印新方案

基于 5/3 小波分解和 Turbo 码的图像水印新方案

1. 引言

图像水印技术允许所有者或提供者在图像中隐藏不可见但强大的签名，常用于安全目的，特别是用于所有者或内容认证。在医学领域，水印技术有助于维护医学道德规范并促进远程诊断，同时也是保护诊断图像知识产权和保持感知保真度的有效解决方案。

数字水印有三个重要参数：数据有效负载、保真度和鲁棒性。本文提出了一种新的鲁棒图像水印算法方案，旨在在感知保真度、数据有效负载和鲁棒性之间实现最佳平衡。该方案能够在 256×256 像素的医学图像中嵌入 2000 位数据，并将水印嵌入到多分辨率域中。为了提高水印的鲁棒性，使用了 Turbo 码对嵌入的标记进行编码。

2. 新的图像水印算法

2.1 水印嵌入算法

• 5/3 小波分解医学图像 ：将医学图像进行 5/3 小波分解。
• 选择嵌入像素 ：
  • 避免在高频区域嵌入标记，因为高频区域在高通滤波攻击时可能会改变或丢失标记。
  • 也不选择在低频区域嵌入，因为低频区域包含图像的主要信息，嵌入标记可能会降低图像的感知质量。
  • 选择中频区域中强度最高的像素进行嵌入，以在感知保真度和签名完整性之间取得最佳平衡。
• 嵌入标记 ：使用插入函数 $Y_i = X_i (1 + \alpha W_i)$ 嵌入标记，其中 $Y_i$ 是水印图像，$X_i$ 是原始图像，$W_i$ 是由 1/2