【图像隐写】基于matlab DWT数字水印多种攻击效果对比【含Matlab源码 1134期】

一、DWT+SVD数字水印简介

理论知识参考文献：基于DWT和SVD的彩色图像数字水印算法研究
一种基于DWT-SVD的图像数字水印算法\

二、部分源代码

clc
clear all;


k=20;          
blocksize=8;   % 设置块的大小

% 读入原图像
file_name='_lena_std_bw.bmp';
cover_object=double(imread(file_name));
 
% 原图像的行数与列数
Mc=size(cover_object,1);         %原图像行数
Nc=size(cover_object,2);         %原图像列数

% 最大嵌入信息量
max_message=Mc*Nc/(blocksize^2);

% 读入水印图像
file_name='c.bmp';
message=double(imread(file_name));

%%水印图像的行数与列数
Mm=size(message,1);               %水印行数
Nm=size(message,2);               %水印列数

message_vector=reshape(message,1,Mm*Nm);

% 检查水印信息是否过大
if (Mm*Nm> max_message)
  error('水印太大')
end

% 产生watermarked_image,并写入原图信息
watermarked_image=cover_object;


% 将图像分块嵌入
% 当 (2,2) > (2,3) 且 message_pad(kk)=0
% 当 (2,2) < (2,3) 且 message_pad(kk)=1

%%在提取水印时，如果cD1(2,2)>cD1(2,3)便是嵌入了水印的黑色像素，
%%反之则是嵌入了白色像素
x=1;
y=1;
h=waitbar(0,'嵌入水印，请等待');
for (kk = 1:length(message_vector))

  % 对块进行DWT变换
  [cA1,cH1,cV1,cD1] = dwt2(cover_object(x:x+blocksize-1,y:y+blocksize-1),'haar');
  % 如果 message_pad(kk)== 0
  if (message_vector(kk) == 0)

    % 且(2,2) < (2,3) ，交换它们
    if (cD1(2,2) < cD1(2,3))
          temp=cD1(2,3);
          cD1(2,3)=cD1(2,2);
          cD1(2,2)=temp;
    end
  
  % 如果message_pad(kk) == 1, 
  elseif (message_vector(kk) == 1)
    
    % 且(2,2) > (2,3) ，交换它们
    if (cD1(2,2) >= cD1(2,3))
          temp=cD1(2,3);
          cD1(2,3)=cD1(2,2);
          cD1(2,2)=temp;
    end
  end
  
  % 检查(2,2) ， (2,3)的差是否>= k
  if cD1(2,2) > cD1(2,3)
    if cD1(2,2) - cD1(2,3) < k
        cD1(2,2)=cD1(2,2)+(k/2);
        cD1(2,3)=cD1(2,3)-(k/2);         
    end
  else 
      if cD1(2,3) - cD1(2,2) < k
        cD1(2,3)=cD1(2,3)+(k/2); 
        cD1(2,2)=cD1(2,2)-(k/2);
    end
  end
    
  %IDWT
  watermarked_image(x:x+blocksize-1,y:y+blocksize-1)= idwt2(cA1,cH1,cV1,cD1,'haar',[Mc,Nc]);


  % 移动到下一块
  if (x+blocksize) >= Nc
    x=1;
    y=y+blocksize;
  else
    x=x+blocksize;
  end
  waitbar(kk/length(message_vector),h);
end
close(h);

% 转换为uint8并写入dwt_watermarked.bmp
watermarked_image_uint=uint8(watermarked_image);
imwrite(watermarked_image_uint,'dwt_watermarked.bmp','bmp');

% 计算psnr值
psnr=psnr(cover_object,watermarked_image), 

% 显示图像
%figure(1)
%imshow(message,[]);
%title('水印');
figure(2)
subplot(1,2,1);
imshow(watermarked_image,[])
title('嵌入水印图像')
subplot(1,2,2);
imshow(cover_object,[]);
title('原图');




%提取源码
clear all;

blocksize=8;   % 设置块的大小

% 读入嵌入水印图像
file_name='dwt_watermarked.bmp';
watermarked_image=double(imread(file_name));

% 嵌入水印图像的行数与列数
Mw=size(watermarked_image,1);         %嵌入水印图像的行数
Nw=size(watermarked_image,2);         %嵌入水印图像的列数

% 最大嵌入信息量
max_message=Mw*Nw/(blocksize^2);

% 读入原始水印
file_name='c.bmp';
orig_watermark=double(imread(file_name));

% 原始水印的行数与列数
Mo=size(orig_watermark,1);    %原始水印的行数
No=size(orig_watermark,2);    %原始水印的列数

% 将图像分块提取水印
x=1;
y=1;
h=waitbar(0,'水印提取中，请等待');
for (kk = 1:max_message) 

  % 对块进行dwt变换
  [cA1,cH1,cV1,cD1] = dwt2(watermarked_image(x:x+blocksize-1,y:y+blocksize-1),'haar');
  
  % 如果cD1(2,2) > cD1(3,3) 那么 message_vector(kk)=0
  % 否则 message_vector(kk)=1
  if cD1(2,2)>cD1(2,3)
    message_vector(kk)=0;
  else
    message_vector(kk)=1;
  end


  % 移动到下一块
  if (x+blocksize) >= Mw
    x=1;
    y=y+blocksize;
  else
    x=x+blocksize;
  end
  waitbar(kk/max_message,h);
end

  

 

  
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三、运行结果

四、matlab版本及参考文献

1 matlab版本
2014a

2 参考文献
[1] 蔡利梅.MATLAB图像处理——理论、算法与实例分析[M].清华大学出版社，2020.
[2]杨丹,赵海滨,龙哲.MATLAB图像处理实例详解[M].清华大学出版社，2013.
[3]周品.MATLAB图像处理与图形用户界面设计[M].清华大学出版社，2013.
[4]刘成龙.精通MATLAB图像处理[M].清华大学出版社，2015.
[5]梁欣.基于DWT和SVD的彩色图像数字水印算法研究[J].计算机与数字工程. 2019,47(08)
[6]张秀娟,朱春伟.一种基于DWT-SVD的图像数字水印算法[J].数字技术与应用. 2017,(10)

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