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【摘 要】数字水印作为一种版权保护或跟踪侵权行为的有效方法与技术，已经成为一种信息隐藏技术研究领域的重要分支。混沌理论应用到数字水印技术中是近年来图像水印研究中很热的一个方向，由于混沌序列技术具有保密性强、实现起来比较简单，且不可见性好，而且抵抗剪切和JPEG压缩的能力较强等优异的特点，有着广泛的研究价值和应用前景。
【关键词】版权保护 数字水印 数字图像 混沌置乱
数字水印作为一种版权保护或跟踪侵权行为的有效方法与技术，已经成为一种信息隐藏技术研究领域的重要分支[1-3]。这种技术在版权保护应用领域，必须做到难以清除和破坏，这样才能具有较强的透明性、安全性和鲁棒性，在这个前提下，水印容量越大越好。混沌理论应用到数字水印技术中是近年来图像水印研究中很热的一个方向，由于混沌序列技术具有保密性强、实现起来比较简单，且不可见性好，而且抵抗剪切和JPEG压缩的能力较强等优异的特点，有着广泛的研究价值和应用前景。
一、混沌的定义及特征
混沌运动作为一种矛盾体，它来源于确定性方程的无规运动，是一种更高级的有序态，即所谓的“混沌态”。经常出现在非线性动力系统中既确定又类似随机的现象，它对初始值有极其敏感的依赖性，它既非周期又不收敛。
二、基于图像置乱的数字水印算法研究[3-7]
近年来，混沌理论由于混沌序列具有易生成、保密性很强、实现起来比较简单、且不可见性好、对初始条件敏感、白噪声、而且抵抗剪切和JPEG压缩的能力较强等优异的特点，而被广泛应用在图像数字水印技术中，有着广泛的研究价值和应用前景。但是这种技术不能有效的提高水印的隐蔽性和鲁棒性，如果将它与图像置乱技术相结合，那就做到了中西合璧，实践证明：混沌理论和图像置乱技术相结合的图像水印算法，能够有效的解决水印的隐蔽性和鲁棒性，同时提高了水印的安全性，因此首当其冲成为目前研究的热点。
以Logistic混沌序列为例，首先由式（1）产生混沌序列，然后将其转化为变换矩阵，用该矩阵对水印图像进行置乱。一种具体的实现方法如下：对给定的N阶数字图像，可定义图像的一种置乱变换为式（1）所示：
（1）
其中为整数，称为排列算子，是图像像素的坐标，为置乱变换后图像像素的坐标；该变换既可以在空域中进行，也可以在频域中进行。
同时，混沌技术再与既提高了设原始灰度图像I大小为，要嵌入的二值水印图像W大小为。一般情况下，原始图像的尺寸经过水印技术处理后要变小，即。水印嵌入过程如图1所示：
图2为Logistic映射序列置乱水印图像过程示意图，能够形象地说明置乱的过程，，二值水印序列长度为6）：
对原始图像每一DCT后的子块，选取中频系数，利用式（3-4）嵌入水印： （3-4）
其中是原始图像的DCT系数，是嵌入水印后图像的DCT系数，是是二值水印序列，是尺度因子，的取值依具体图像而定。
三、实验结果及分析
综上所述，为了验证算法的有效性，我们选用原始图像为512×512的灰度图“Letona”，嵌入的水印为48×48的二值图像“TTTUST”，密钥（即为生成混沌序列的初始），参数μ=4。试验结果表明：如果将混沌理论应用到图像水印技术中去，由于混沌序列技术具有保密性强、实现起来比较简单，且不可见性好，而且抵抗剪切和JPEG压缩的能力较强等优异的特点，有着广泛的研究价值和应用前景。
参考文献：
[1]Wei Lu，Fu-Lai Chung，Hongtao Lu and Kup-Sze Choi，“Detecting Fake Images Using Watermarks and Support Vector Machines，”Computer Standards & Interfaces， 2007.Available online
[2]JonathanK.Su，Analysis of digital watermarks subjeeted to optimum linear filtering and additive noise’USA Singal Proeessing 81（2001） 1141-1175.
[3]J.R.Hernandez， F.Perez-Gonzalez.Statistical Analysis of Watermarking Schemes for Copyright Protection of Images.Image and Signal Processing，1999，8（7）：1142- 1166.
[4]龚岩.图像数字水印技术研究与实现（Research and Implementation of ImageDigital Watermarking Technology）[D].西安：西安电子科技大学，2007。
[5]关治洪，王笋.基于Chen’S混沌系统的新的自适应水印[J].信息安全与通信保密，2004（6）：26一28
[6]胡梅，高万林.基于Logistic映射的小波域图像加密技术[J].中国农业大学学报，2006，11（3）：98-100
[7]朱从旭，陈志刚.基于DWT域的混沌置乱二值图像数字水印新算法[[J].小型微型计算机系统，2005，（26）7：1241-1245.
[8]孙燕飞，土凤英，周运明等.基于双混沌系统的数字水印技术[J].微电子学与计算机，2005， 22（8） ：114-120.
[9]陈思.基于混沌的数字水印的算法研究[D].成都：西南交通大学，2005.
【关键词】版权保护 数字水印 数字图像 混沌置乱
数字水印作为一种版权保护或跟踪侵权行为的有效方法与技术，已经成为一种信息隐藏技术研究领域的重要分支[1-3]。这种技术在版权保护应用领域，必须做到难以清除和破坏，这样才能具有较强的透明性、安全性和鲁棒性，在这个前提下，水印容量越大越好。混沌理论应用到数字水印技术中是近年来图像水印研究中很热的一个方向，由于混沌序列技术具有保密性强、实现起来比较简单，且不可见性好，而且抵抗剪切和JPEG压缩的能力较强等优异的特点，有着广泛的研究价值和应用前景。
一、混沌的定义及特征
混沌运动作为一种矛盾体，它来源于确定性方程的无规运动，是一种更高级的有序态，即所谓的“混沌态”。经常出现在非线性动力系统中既确定又类似随机的现象，它对初始值有极其敏感的依赖性，它既非周期又不收敛。
二、基于图像置乱的数字水印算法研究[3-7]
近年来，混沌理论由于混沌序列具有易生成、保密性很强、实现起来比较简单、且不可见性好、对初始条件敏感、白噪声、而且抵抗剪切和JPEG压缩的能力较强等优异的特点，而被广泛应用在图像数字水印技术中，有着广泛的研究价值和应用前景。但是这种技术不能有效的提高水印的隐蔽性和鲁棒性，如果将它与图像置乱技术相结合，那就做到了中西合璧，实践证明：混沌理论和图像置乱技术相结合的图像水印算法，能够有效的解决水印的隐蔽性和鲁棒性，同时提高了水印的安全性，因此首当其冲成为目前研究的热点。
以Logistic混沌序列为例，首先由式（1）产生混沌序列，然后将其转化为变换矩阵，用该矩阵对水印图像进行置乱。一种具体的实现方法如下：对给定的N阶数字图像，可定义图像的一种置乱变换为式（1）所示：
（1）
其中为整数，称为排列算子，是图像像素的坐标，为置乱变换后图像像素的坐标；该变换既可以在空域中进行，也可以在频域中进行。
同时，混沌技术再与既提高了设原始灰度图像I大小为，要嵌入的二值水印图像W大小为。一般情况下，原始图像的尺寸经过水印技术处理后要变小，即。水印嵌入过程如图1所示：
图2为Logistic映射序列置乱水印图像过程示意图，能够形象地说明置乱的过程，，二值水印序列长度为6）：
对原始图像每一DCT后的子块，选取中频系数，利用式（3-4）嵌入水印： （3-4）
其中是原始图像的DCT系数，是嵌入水印后图像的DCT系数，是是二值水印序列，是尺度因子，的取值依具体图像而定。
三、实验结果及分析
综上所述，为了验证算法的有效性，我们选用原始图像为512×512的灰度图“Letona”，嵌入的水印为48×48的二值图像“TTTUST”，密钥（即为生成混沌序列的初始），参数μ=4。试验结果表明：如果将混沌理论应用到图像水印技术中去，由于混沌序列技术具有保密性强、实现起来比较简单，且不可见性好，而且抵抗剪切和JPEG压缩的能力较强等优异的特点，有着广泛的研究价值和应用前景。
参考文献：
[1]Wei Lu，Fu-Lai Chung，Hongtao Lu and Kup-Sze Choi，“Detecting Fake Images Using Watermarks and Support Vector Machines，”Computer Standards & Interfaces， 2007.Available online
[2]JonathanK.Su，Analysis of digital watermarks subjeeted to optimum linear filtering and additive noise’USA Singal Proeessing 81（2001） 1141-1175.
[3]J.R.Hernandez， F.Perez-Gonzalez.Statistical Analysis of Watermarking Schemes for Copyright Protection of Images.Image and Signal Processing，1999，8（7）：1142- 1166.
[4]龚岩.图像数字水印技术研究与实现（Research and Implementation of ImageDigital Watermarking Technology）[D].西安：西安电子科技大学，2007。
[5]关治洪，王笋.基于Chen’S混沌系统的新的自适应水印[J].信息安全与通信保密，2004（6）：26一28
[6]胡梅，高万林.基于Logistic映射的小波域图像加密技术[J].中国农业大学学报，2006，11（3）：98-100
[7]朱从旭，陈志刚.基于DWT域的混沌置乱二值图像数字水印新算法[[J].小型微型计算机系统，2005，（26）7：1241-1245.
[8]孙燕飞，土凤英，周运明等.基于双混沌系统的数字水印技术[J].微电子学与计算机，2005， 22（8） ：114-120.
[9]陈思.基于混沌的数字水印的算法研究[D].成都：西南交通大学，2005.