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细胞自动机水印实验 《信息隐藏实验教程》教学幻灯片 十五 第一部分 水印的生成策略 细胞自动机 在计算机学科内，我们把能和其它细胞相互作用具有相同的可计算能力的细胞数组称为细胞自动机。这里的细胞一般是指一些特定区域的特定数据。细胞自动机能根据一定的算法和规则设计出相应的邻居关系，从而根据邻居的当前状态来改变自己的状态。将细胞自动机的思想运用到数字水印的生成策略上，可以得到很好的水印模板。 细胞自动机生成水印的方法 产生随机数模板。 根据一定的判定规则，将随机矩阵转化为二值矩阵。 将二值矩阵代入到细胞自动机，得到经细胞自动机处理的水印模板“凝聚模式”。 将“凝聚模式”的模板经过平滑处理，得到最终的水印模板。 细胞自动机水印各阶段形态 投票规则（vote rule） 投票规则的基本思想：细胞自动机输出的每一个像素的值依靠其邻居的投票来决定。当票数高于一个值时，该像素为1；否则为0。 提供两种投票规则：Vote1 和 Vote2 投票规则1（vote1） 我们以一个5×5的矩阵来具体观察一下该细胞自动机运作一次的情况。 投票规则1（vote1） 生成一个临时矩阵temp，temp的中心部分就是原始矩阵。（右上） 将temp的边界进行补充，得到一个用于提取细胞且参与投票的新矩阵。（右下） 提取细胞的方法 cell1=temp(1:row,1:col); cell2=temp(1:row,2:col+1); cell3=temp(1:row,3:col+2); cell4=temp(2:row+1,1:col); cell5=temp(2:row+1,2:col+1); cell6=temp(2:row+1,3:col+2); cell7=temp(3:row+2,1:col); cell8=temp(3:row+2,2:col+1); cell9=temp(3:row+2,3:col+2); 将9个细胞相加进行投票 将这个和矩阵的各元大于4的写成1，小于等于4的写成0，就完成了1次细胞自动处理。 函数cellauto.m 细胞自动机水印模型 投票规则2（vote2） Vote2以一个计数值p记录二值矩阵中每3×3邻域内1的个数，如果p小于5，则将这个3×3邻域中心的数值设置为0，否则设置为1。 用伪C代码描述： 两种投票规则的主要区别 Vote1与Vote2的主要区别在于对“邻居”的定义不同，即对具有“投票权”的投票者的规定不同。 Vote1的投票者是全体像素。 Vote2的投票者是每个像素的3×3邻域。 平滑处理的方法 我们这里采用的平滑处理方法是图像的均值滤波。 MATLAB中的fspecial.m函数可以根据生成的参数得到一个滤波的冲击响应核。其调用方式为： h = fspecial(average,hsize) 其中average表示均值滤波，hsize是冲击响应模板的大小，默认值为3×3。 第二部分 水印的嵌入策略 细胞自动机水印的理论框架 细胞自动机水印模板属于与原始图像相对独立的水印模板。 一般来说，细胞自动机水印可以往DCT系数或小波低频系数中嵌入。 DCT域嵌入策略 E(image)=IDCT(DCT(image)+δ*watermark） 参数δ对水印强度进行控制 。 小波域嵌入策略 E(image)=IDWT(DWT(image)+δ*watermark） DWT(image)为提取图像的低频系数。 参数δ对水印强度进行控制 。 DCT域嵌入此水印的函数 第三部分 水印的检测策略 计算检测相关性值的方法 常规检测直接相关性值d ： W和W’分别表示原始水印和待测水印。 M和N为水印模板的大小。 水印检测函数代码 降低原材料成本 本文反映结束！ 谢谢大家观看！ 同步糖化发酵工艺 ，能耗下降30% 实例 5 * * 提取细胞的方法 从经过边界补充的temp矩阵中截取9个子矩阵 细胞自动机水印各阶段形态 *