·952· 智能系统学报 第15卷 2)提取出的QR码与原QR码之间的相似性 表1JPEG压缩测试结果 由归一化相关系数NC来衡量，为 Table 1 JPEG compression test results M 攻击类型 PSNR NC 提取的水印图像 NC= (3) JPEG压缩70% 46.1930 1.0000 醒 可躬 口将马 JPEG压缩50% 式中：w表示原始QR码图像；w表示提取出的 45.3276 1.0000 QR码图像。相似性随着NC值的增加而增加， ▣▣ 当NC值靠近1时，说明提取出的QR码与原始 JPEG压缩40% 44.9857 1.0000 QR码之间的相似性较强。 回▣ 4.2实验结果分析 JPEG压缩30%44.4954 1.0000 本测试以彩色图像为载体图像，像素为512× 可将口 512,以携带“山西师范大学沈艳冰”信息的QR码 JPEG压缩10%41.4971 0.9985 ▣达 为水印图像，像素为64×64，Logistic映射参数 u为4，初始值x为0.2345，Arnold置乱周期为48， 表2图像对比度和明暗变化测试结果 置乱次数为30，强度因子a的值为60。 Table 2 Test results of image contrast and brightness changes 42.1未受攻击的实验结果 攻击类型 PSNR NC 提取的水印图像 图3(a)为彩色载体图像，图3(b)为加入QR 图像变暗 ▣▣ 34.1326 码的彩色载体图像，图3(c)为原QR码，图3(d)为 (0,0.8) 0.9866 可粥 提取的QR码。比较图3(a)和图3(b),用式(1)和 图像增亮 ▣▣ (2)可以算出本算法PSNR值为59.4919，说明本 35.0367 0.9841 (0.4,1) 算法不可见性较好。比较图3(c)和图3(d),用式 对比度降低 回将口 (3)可以算出本算法NC值为1，说明该算法能提 33.7511 0.9841 (0.20.8) 取完整的QR码和识别QR码。 对比度增加 ▣▣ 32.7339 0.9812 (0.3,0.6) 表3噪声测试结果 Table 3 Noise test results 攻击类型 PSNR NC 提取的水印图像 ▣▣ 高斯噪声0.01 35.1106 0.9960 (a)彩色载体图像(b)加入QR码的彩色载体图像 可5 回▣ 高斯噪声0.02 34.0327 0.9945 回既 高斯噪声0.04 33.3071 0.9931 ▣g▣ 盐椒噪声0.05 41.1022 0.9940 回 (c)原QR码 (d提取的QR码 ▣▣ 图3未受攻击的实验结果 盐椒噪声0.10 38.3460 0.9921 可 Fig.3 Unattacked experimental results ▣知▣ 4.2.2受攻击的实验结果 盐椒噪声0.15 36.7402 0.9906 白嘉 检验算法鲁棒性的方法是对嵌入QR码的彩 可将 色图像施加攻击。表1~5列举了10种攻击，分别 乘积噪声0.01 38.5216 0.9990 为JPEG压缩、图像变暗、图像增亮、对比度降 ▣将▣ 低、对比度增加、高斯噪声、盐椒噪声、乘积噪 乘积噪声0.05 34.6914 0.9950 声、剪切和旋转攻击。2) 提取出的 QR 码与原 QR 码之间的相似性 由归一化相关系数 NC 来衡量，为 NC = ∑M i=1 ∑N j=1 w(i, j)w ′ (i, j) ∑M i=1 ∑N j=1 w 2 (i, j) (3) w w 式中： 表示原始 ′ QR 码图像； 表示提取出的 QR 码图像。相似性随着 NC 值的增加而增加， 当 NC 值靠近 1 时，说明提取出的 QR 码与原始 QR 码之间的相似性较强。 4.2 实验结果分析 本测试以彩色图像为载体图像，像素为 512× 512，以携带“山西师范大学沈艳冰”信息的 QR 码 为水印图像，像素为 64×64，Logistic 映射参数 u 为 4，初始值 x 为 0.234 5，Arnold 置乱周期为 48， 置乱次数为 30，强度因子 α 的值为 60。 4.2.1 未受攻击的实验结果 图 3(a) 为彩色载体图像，图 3(b) 为加入 QR 码的彩色载体图像，图 3(c) 为原 QR 码，图 3(d) 为 提取的 QR 码。比较图 3(a) 和图 3(b)，用式 (1) 和 (2) 可以算出本算法 PSNR 值为 59.491 9，说明本 算法不可见性较好。比较图 3(c) 和图 3(d)，用式 (3) 可以算出本算法 NC 值为 1，说明该算法能提 取完整的 QR 码和识别 QR 码。 (a) 彩色载体图像 (b) 加入 QR 码的彩色载体图像 (c) 原 QR 码 (d) 提取的 QR 码 图 3 未受攻击的实验结果 Fig. 3 Unattacked experimental results 4.2.2 受攻击的实验结果 检验算法鲁棒性的方法是对嵌入 QR 码的彩 色图像施加攻击。表 1~5 列举了 10 种攻击，分别 为 JPEG 压缩、图像变暗、图像增亮、对比度降 低、对比度增加、高斯噪声、盐椒噪声、乘积噪 声、剪切和旋转攻击。 表 1 JPEG 压缩测试结果 Table 1 JPEG compression test results 攻击类型 PSNR NC 提取的水印图像 JPEG压缩70% 46.193 0 1.0000 JPEG压缩50% 45.327 6 1.0000 JPEG压缩40% 44.985 7 1.0000 JPEG压缩30% 44.495 4 1.0000 JPEG压缩10% 41.497 1 0.9985 表 2 图像对比度和明暗变化测试结果 Table 2 Test results of image contrast and brightness changes 攻击类型 PSNR NC 提取的水印图像 图像变暗 (0,0.85) 34.132 6 0.9866 图像增亮 (0.4,1) 35.036 7 0.9841 对比度降低 (0.2,0.8) 33.751 1 0.9841 对比度增加 (0.3,0.6) 32.733 9 0.9812 表 3 噪声测试结果 Table 3 Noise test results 攻击类型 PSNR NC 提取的水印图像 高斯噪声0.01 35.110 6 0.9960 高斯噪声0.02 34.032 7 0.9945 高斯噪声0.04 33.307 1 0.9931 盐椒噪声0.05 41.102 2 0.9940 盐椒噪声0.10 38.346 0 0.9921 盐椒噪声0.15 36.740 2 0.9906 乘积噪声0.01 38.521 6 0.9990 乘积噪声0.05 34.691 4 0.9950 ·952· 智 能 系 统 学 报 第 15 卷