MATLAB数字水印系统：小波域与空间域双重嵌入与提取

资 源 简 介

本项目实现了基于MATLAB的数字图像水印双重嵌入与提取系统，支持在空间域采用LSB替换技术，在小波域嵌入灰度水印，能高效完成水印的隐蔽嵌入与鲁棒提取。

详 情 说 明

基于小波域与空间域的数字水印嵌入与提取系统

项目介绍

本项目实现了一个综合性的数字图像水印处理系统，支持在空间域和小波域进行双重水印嵌入与提取。系统采用最低有效位（LSB）替换技术处理空间域水印，同时利用离散小波变换（DWT）在小波域特定子带中嵌入水印信息。该系统不仅能够完成水印的嵌入和提取，还提供了完整的质量评估和鲁棒性测试功能，为数字水印技术的研究和应用提供了实用工具。

功能特性

• 双域水印嵌入：支持空间域（LSB替换）和小波域（DWT子带嵌入）两种水印嵌入方式
• 灵活参数配置：可调整嵌入强度因子、小波分解层数、嵌入子带选择等参数
• 多格式支持：支持JPEG、PNG等常见图像格式作为载体和水印
• 质量评估：自动计算PSNR、SSIM等客观质量指标评估嵌入效果
• 鲁棒性测试：内置对抗常见图像处理操作（如高斯噪声、JPEG压缩）的测试模块
• 可视化对比：提供原始图像与处理结果的直观对比展示

使用方法

基本操作流程

1. 准备输入文件：

- 选择载体图像（彩色或灰度） - 准备水印图像（二值或灰度，尺寸小于载体图像）

1. 配置嵌入参数：

- 设置嵌入强度因子（控制水印可见性与鲁棒性平衡） - 选择小波分解层数和嵌入子带（如HL、LH等） - 指定空间域LSB替换位数

1. 执行水印嵌入：

- 系统将自动完成双域水印嵌入过程 - 生成含水印图像并保存结果

1. 水印提取与验证：

- 从含水印图像中提取水印信息 - 对比原始水印与提取水印的相似度

1. 鲁棒性测试（可选）：

- 模拟各种图像攻击（噪声、压缩、滤波等） - 统计水印在不同攻击下的提取成功率

参数设置示例

% 基本参数配置 embedding_strength = 0.1; % 嵌入强度因子 wavelet_level = 2; % 小波分解层数 selected_subband = 'HL1'; % 选择嵌入子带 lsb_bits = 2; % LSB替换位数

系统要求

• 操作系统：Windows 7/10/11，Linux，macOS
• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 必要工具箱：Image Processing Toolbox，Wavelet Toolbox
• 内存要求：建议4GB以上内存，处理大图像时需更多内存
• 存储空间：至少500MB可用磁盘空间用于临时文件存储

文件说明

主程序文件整合了系统的全部核心功能，包括图像加载与预处理、双域水印嵌入算法实现、水印信息提取流程、图像质量客观评价计算以及鲁棒性测试模块的执行。该文件通过模块化设计实现了完整的数字水印处理管线，用户可通过参数配置灵活选择操作模式，并获取详细的质量评估报告和可视化结果对比。