【圖像隐寫】基于離散小波變換(DWT)與奇異值分解(SVD)數字水印【含Matlab源碼 521期】

一、DWT+SVD數字水印簡介

理論知識參考文獻：​​基于DWT和SVD的彩色圖像數字水印算法研究​​

​​一種基于DWT-SVD的圖像數字水印算法​​\

二、部分源代碼

clear all;
close all;
clc;
key=35;      %Arnold置換次數，作為密鑰
Orignalmark=double(imread('suda64.bmp'));  %讀入64*64的水印圖檔
[wrow,wcol]=size(Orignalmark);  
if wrow~=wcol 
    error('wrow~=wcol error');
end
%--- 測試密鑰key是否超出範圍---------
n=check_arnold(wrow);
if (key+1)>n
    error('arnold key error');
end
Arnoldw=arnold(Orignalmark,wrow,key); %對水印圖像進行Arnold轉化
figure(1);
imshow(Orignalmark);
title('原始水印圖檔'); 
figure(2);
imshow(Arnoldw);
title('置亂後的水印圖檔'); 
Orignalpicture=double(imread('Lena.jpg'));
figure(3);  
imshow(uint8(Orignalpicture));
title('原始圖檔'); 
%DWT變換
[ca1,ch1,cv1,cd1]=dwt2(Orignalpicture,'db1');
[ca1row,ca1col]=size(ca1);  
blocksize=ca1row/wrow; %每塊的長度
water_vector=reshape(Arnoldw,1,wrow*wcol);  %将置亂後的水印轉化為一維的
wlength=wrow*wcol;  %水印的長度
a=0.25;  %量化步長
   
%------------------------------------
    for k=1:wrow
        for p=1:wcol
            x=(k-1)*blocksize+1; 
            y=(p-1)*blocksize+1;
            L=zeros(4,4);
            L=ca1(x:x+blocksize-1,y:y+blocksize-1);
           [U,S,V]=svd(ca1(x:x+blocksize-1,y:y+blocksize-1));
            cc=floor(S(1,1)/a);  
            if(water_vector(k*p)==1)           %嵌入奇數倍
              if(mod(cc,2)==0)
               cc=cc+1;
              end
             S(1,1)=a*cc;
            end
          if(water_vector(k*p)==0)            %嵌入偶數倍
              if(mod(cc,2)==1)  
               cc=cc+1;
              end
              S(1,1)=a*cc;
          end
          L=U*S*V';
          ca1(x:x+blocksize-1,y:y+blocksize-1)=L;
        end
    end
 markedimg=idwt2(ca1,ch1,cv1,cd1,'db1');
 figure(4);
 imshow(uint8(markedimg));
 title('嵌入水印後的圖檔');
 extractedmark=extract(markedimg,Orignalmark);
 watermark=arnold(extractedmark,wrow,n-key);
 figure(5);
 imshow(watermark);
 title('提取出的水印圖檔');
 psnrvalue=psnr(Orignalmark,watermark)
 Nc=nc(Orignalmark,watermark)
%攻擊----------------------------------------------------------------------
f=markedimg;

attack=0;
switch attack
    case 0,
        attackf=f;
        att='未攻擊';
    case 1,    
%%1. JPEG 壓縮
 imwrite(f,'attackf.jpg','jpg','quality',90);
 attackf=imread('attackf.jpg');
 attackf=double(attackf)/255;
 att='JPEG壓縮';
    case 2,
% %2. 高斯低通濾波
h=fspecial('gaussian',3,1);
attackf=filter2(h,f);
att='高斯低通濾波';
    case 3,
%%3. 直方圖均衡化
attackf=histeq(f);
att='直方圖均衡化';
    case 4,
%%4. 圖像增亮
attackf=imadjust(f,[],[0.4,1]);
att='圖像增亮';
    case 5,
%%5. 圖像變暗
attackf=imadjust(f,[],[0,0.85]);
att='圖像變暗';
    case 6,
%%6. 增加對比度
attackf=imadjust(f,[0.3,0.6],[]);
att='增加對比度';
    case 7,
%%7. 降低對比度
attackf=imadjust(f,[],[0.2,0.8]);
att='降低對比度';
    case 8,
%%8. 添加高斯噪聲
attackf=imnoise(f,'gaussian',0,0.01);
att='添加高斯噪聲';
    case 9,
%%9. 椒鹽噪聲
attackf=imnoise(f,'salt & pepper',0.05);
att='椒鹽噪聲';
    case 10,
%%10. 添加乘積性噪聲
attackf=imnoise(f,'speckle',0.08);
att='添加乘積性噪聲';
    case 11,
%%%11.中值濾波
attackf=medfilt2(f,[5 5]);
att='中值濾波';
    case 12,
%%%12.剪切
f(200:456,200:456,:)=0;
attackf=f;
att='剪切';
    case 13,
%%%13.旋轉
attackf=imrotate(f,15,'bilinear','crop');
att='旋轉';
end;      

三、運作結果

四、matlab版本及參考文獻

1 matlab版本

2014a

2 參考文獻

[1] 蔡利梅.MATLAB圖像處理——理論、算法與執行個體分析[M].清華大學出版社，2020.

[2]楊丹,趙海濱,龍哲.MATLAB圖像處理執行個體詳解[M].清華大學出版社，2013.

[3]周品.MATLAB圖像處理與圖形使用者界面設計[M].清華大學出版社，2013.

[4]劉成龍.精通MATLAB圖像處理[M].清華大學出版社，2015.

[5]梁欣.基于DWT和SVD的彩色圖像數字水印算法研究[J].計算機與數字工程. 2019,47(08)