沈阳理工大学数字图像处理课程设计
4.2.2 水印提取算法
clear all;
file_name='lsb_watermark.bmp';
watermark_image=imread(file_name); %读入嵌入水印图像
Mw=size(watermark_image,1); %嵌入水印图像行数 Nw=size(watermark_image,2); %嵌入水印图像列数
file_name='word.bmp';
orig_watermark=imread(file_name); %读入原始水印
Mm=size(orig_watermark,1); %水印的行数 Nm=size(orig_watermark,2); %水印的列数
for ii=1:Mw for jj=1:Nw
%用嵌入水印图像的最低有效位重建水印
watermark(ii,jj)=bitget(watermark_image(ii,jj),1);
%用bitget()函数重建水印
end end
watermark=2*double(watermark); %将提取水印变为原始水印大小 for ii=1:Mm-1 for jj=1:Nm-1
watermark1(ii+1,jj+1)=watermark(ii,jj); end end
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watermark1(1,1)=watermark(Mm,Nm);
figure(1) subplot(1,2,1);
imshow(watermark_image,[])
title('嵌入水印图像') %显示嵌入水印后的图片
figure(2) subplot(1,2,1); imshow(watermark1,[])
title('提取水印') %显示原始图片
figure(2) subplot(1,2,2);
imshow(orig_watermark,[])
title('原始水印') %显示水印图片
算法分析：
这里选用一幅200×200像素、256灰度的图像，数字水印用纯文字二值图像。MATLAB中可以用bitget()函数实现提取数字水印数据。
提取水印的方法是：watermark(ii,jj)=bitget(watermark_image (ii, jj) ,1),watermark_image表示要嵌入水印的图像，1表示在最低位提取，2表示在第二个位平面提取，以此类推，最高位是8。
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5 MATLAB软件仿真
用MATLAB软件对上述水印嵌入和提取算法源程序代码进行编译、仿真，可以得到如下仿真结果，对仿真图分析，可以得到相应的结论。
5.1 仿真结果
5.1.1 水印嵌入仿真
水印图像如图5.1所示，是200×200像素图像，256灰度图像，是颜色单一的二值文字“你好吗”图像。
图5.1 水印图像
图5.2 嵌入水印前 图5.3 嵌入水印后
图5.2是原始图像，这是一幅200×200像素的彩色图像，由于LSB算法利用了数字图像处理中位平面的原理，即改变图像的最低位的信息，图像信息产生的影响非常小，
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人眼的视觉感知系统往往不能察觉，因此嵌入水印后，如图5.3看起来嵌入水印后的图像与原始图像没有区别。
若改变图像的较高位信息，修改语句w_i(ii,jj)=bitset(w_i(ii,jj),1,m(ii,jj));为w_i(ii,jj)=bitset(w_i(ii,jj),8,m(ii,jj));如图5.4、图5.5所示。
图5.4 嵌入水印前 图5.5 嵌入水印后
对比嵌入水印时改变高、低位信息，即对比图5.5和图5.3，可以发现当改变图像高位信息时，可以从肉眼看出嵌入水印图像后与原始图像有细微差别（为了可以更清晰的效果，我们选用8位），因此选用低位1可以实现较高的保密性，不易被察觉，并且可以保证原始图像的特征属性，便于选择和提取。
5.1.2 水印提取仿真
嵌入水印后的图像如图5.6所示，由于LSB算法利用了数字图像处理中位平面的原理，即改变图像的最低位的信息，对图像信息产生的影响非常小，人眼的视觉感知系统往往不能察觉，看起来嵌入水印后的图像与原始图像没有区别。
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图5.6 嵌入水印图像
图5.7提取的水印图像 图5.8 原水印图像
图5.7是对图像进行低位水印提取，与原水印图像（图5.8）相比较，可以发现提取的水印很模糊，但能够看得出原始水印的轮廓。
5.2 仿真分析
LSB算法利用了数字图像处理中位平面的原理，即改变图像的最低位的信息，对图像信息产生的影响非常小，人眼的视觉感知系统往往不能察觉。以一幅256灰度的图像（图5.2）为例，256灰度共需要8个位来表示，但其中每一个位的作用是不一样的，对比图5.5、图5.3，越高位对图像的影响越大，而越低的位影响越小，甚至不能感知。
由于是在最低位嵌入数字水印图像，因此嵌入前的图像和嵌入后的图像没有明显的差别，数字水印得到更好的隐藏。MATLAB程序如上，其中word.bmp是水印图像文件，color.bmp是原始图像文件，lsb_watermark.bmp是嵌入水印之后的图像文件。
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