基于像素级掩蔽的改进小波域水印算法精读：《Improved wavelet-based watermarking through pixel-wise masking》

1. 引言

随着数字媒体内容的爆炸式增长，数字水印技术作为版权保护的重要手段受到了广泛关注。本文精读的论文《Improved Wavelet-Based Watermarking Through Pixel-Wise Masking》发表于2001年IEEE Transactions on Image Processing，提出了一种基于人类视觉系统(HVS)特性的小波域水印算法。

该算法的核心创新在于提出了像素级掩蔽机制，相比于传统的基于子带或块级别的水印强度调节，能够更精细地控制水印嵌入强度，从而在保证不可见性的同时提高鲁棒性。

2. 相关工作简述

2.1 传统小波域水印方法的局限性

早期的小波域水印算法主要存在以下问题：

• 粗粒度的强度控制：大多数方法在子带级别或块级别调节水印强度
• 忽视HVS特性：未充分利用人眼对不同频率、亮度和纹理区域的敏感度差异
• 需要原始图像：许多方法在检测时需要原始图像，限制了实际应用

2.2 现有方法分类

论文中提到的主要方法包括：

1. 基于系数选择的方法（选择最大系数进行修改）
2. 基于分层分解的方法（嵌入二进制logo）
3. 基于局部方差的自适应方法

3. 基础知识详解

3.1 离散小波变换（DWT）

离散小波变换是本算法的核心基础，它将图像分解为不同频率和方向的子带