本論文與Similar method之實驗結果比較

為了比較本論文所提出方法的效能，我們以另一個混合 DCT+DWT+SVD 的

浮水印技術作為比較對象。與我們的方法不同之處，在於浮水印嵌入過程沒有對 原始影像進行 DWT 轉換，並且浮水印的嵌入強度是由使用者自定。在浮水印的 嵌入方式，首先將原始影像進行 DCT 轉換並取其 DC 係數形成一個矩陣，再將 該矩陣進行 SVD 後取出奇異值矩陣 S，最後將浮水印進行 DWT 轉換後取其 LL 子帶頻後嵌入奇異值矩陣 S，圖 4.3 為 Similar method 的浮水印嵌入簡易流程圖。

Cover Image DCT _Singular

Values

DWT

SVD

ISVD, IDCT, IDWT

Scaling factor

⊕

DCT coefficients

Watermarked Image Watermark

圖 4.3：Similar method 浮水印嵌入簡易流程圖

在浮水印的擷取過程，如嵌入時一樣將嵌入浮水印的影像依序進行 DCT、

SVD 以及 DWT 的轉換取得奇異值矩陣後與嵌入強度係數進行推算即可反推出 浮水印影像，圖 4.4 為 Similar method 浮水印擷取流程圖。

DCT coefficients

Extra cting singula r va lues

Scaling factor

DCT SVD

DWT LL

band

⊕

Image

Watermark

圖 4.4：Similar method 浮水印擷取流程圖

圖 4.5 為 Similar method 與本論文方法嵌入浮水印後之藏匿影像比較。

(a) (b)

圖 4.5：為嵌入浮水印後之影像。(a) Similar method (PSNR = 41.33dB)，(b)本論 文方法(PSNR = 37.18dB)

藏匿影像經 Checkmark 雜訊類攻擊後，擷取出的浮水印影像品質，如表 4.8 所示。

表 4.8：本論文與 Similar method 受雜訊類攻擊後之浮水印結果 方法 Similar method Our method

胡椒鹽雜訊

Q 值 0.9909 0.9895

高斯雜訊

Q 值 0.9954 0.9983

由表 4.8 可以得到兩方法在經過雜訊類攻擊後，取出的浮水印都有不錯的強 韌性與不可視性，且經由人類視覺可輕易辨識出浮水印外型。

藏匿影像經 Checkmark 去雜訊類攻擊後，擷取出的浮水印影像品質，如表 4.9 所示。

表 4.9：本論文與 Similar method 受去雜訊類攻擊後之浮水印結果 方法 Similar method Our method

降噪處理

Q 值 0.9901 0.9971

高斯濾波

Q 值 0.9991 0.9985

中值濾波

Q 值 0.8314 0.9592

修整平均濾波器

Q 值 0.9810 0.9968

Wiener 濾波

Q 值 0.9924 0.9980

由表 4.9 可以得到兩方法在經過去雜訊類攻擊後，取出的浮水印都有不錯的 強韌性與不可視性，且經由人類視覺可輕易辨識出浮水印外型。在所有的雜訊攻 擊數據中，本論文在浮水印品質上都略高於 Similar method，尤其是面對中值濾 波攻擊本論文相對的高。由此反應出面對去雜訊類的攻擊後，Similar method 浮 水印尺寸的增加，讓浮水印品質有下滑的現象。

藏匿影像經 Checkmark 幾何類攻擊後，擷取出的浮水印影像品質，如表 4.10 所示。

表 4.10：本論文與 Similar method 受幾何類攻擊後之浮水印結果 方法 Similar method Our method

拼貼處理

Q 值 0.1966 0.3060

影像裁剪

Q 值 0.3442 0.4883

線性轉換

Q 值 0.7072 0.8086

投影處理

Q 值 0.2799 0.5046

旋轉

Q 值 0.6399 0.7695

行列移除

Q 值 0.9907 0.9983

縮放處理

Q 值 0.9983 0.9997

圖像扭曲

Q 值 0.4442 0.6560

由表 4.10 的數據得知，由於 Similar method 浮水印尺寸的加大，讓浮水印的 品質開始與本論文有明顯的落差。浮水印品質介於 0.7 以上有：線性轉換、行列 移除與縮放處理，本論文在線性轉換高出 14%；水印品質介於 0.45~0.65 有：投 影處理、旋轉、圖像扭曲，本論文在投影處理高出 80%；浮水印品質介於 0.4 以 下有：拼貼處理及影像裁剪，本論在拼貼處理高出 55%。從實驗數據可證實，在 幾何攻擊下，Similar method 浮水印尺寸的增加，讓浮水印品質有明顯下滑的現 象。

藏匿影像經 Checkmark 壓縮類攻擊後，擷取出的浮水印影像品質，如表 4.11 所示。

表 4.11：本論文與 Similar method 受壓縮類攻擊後之浮水印結果 方法 Similar method Our method

JPEG

Q 值 0.9994 0.9989

小波壓縮攻擊

Q 值 0.9970 0.9997

由表 4.11 可得到，面對壓縮類攻擊浮水印品質兩個方法浮水印都有在 0.99 以上的好品質，代表兩個浮水印方法對於壓縮攻擊都具有良好的不可視性與強韌 性，其中本方法在小波壓縮攻擊略高於 Similar method。

藏匿影像經 Checkmark 其它類攻擊後，擷取出的浮水印影像品質，如表 4.12 所示。

表 4.12：本論文與 Similar method 受其它類攻擊後之浮水印結果 方法 Similar method Our method

抖色處理

Q 值 0.9679 0.9851

二值化處理

Q 值 0.0148 0.0352

銳利化

Q 值 0.9474 0.9925

由表 4.12 可得到，兩個方法在面對抖色處理其浮水印品質有 0.96 以上的品 質。但面對二值化處理則存在嚴重的失真現象，加大浮水印尺寸也只是讓浮水印 品質大幅下降。本論文方法在二值化的浮水印品質高出 Similar method 許多，但 以人類視覺的角度來看其結果，也僅能勉強辨識出浮水印的外型。

綜合上面的實驗可以得知，本論文結合遺傳演算法求得最佳解，不僅解決浮 水印嵌入強度難以取決的問題外，相對於 Wang[32]與 Similar method 的方法，我 們方法的浮水印品質具有相當的提升，顯示本論文在加大浮水印尺寸下仍保有很 好的不可視性與強韌性。