数字水印 | 离散小波变换 DWT 的 Python 代码实现

🍍原文： 【图像处理】图像离散小波变换及 Python 代码实现

🍍写在前面： 本文在原文的基础上补全了代码。

1 环境准备

① 安装 $\mathsf{pywt}$ 包：

pip install PyWavelets

说明：$\mathsf{pywt}$ 是 $\mathsf{dwt}$ 的库，全称是 $\mathsf{PyWavelets}$。

② 安装 $cv2$ 包：

pip install opencv-python==3.4.5.20

说明：$cv2$ 用于将 RGB 图像转换为灰度图像。如果安装失败，则可能是 Python 版本和 opencv-python 不匹配。

注意：在 Python 的多版本环境中，使用 pip3.7 而非 pip 命令可以指定使用 Python37，对于其他 Python 版本也一样。否则可能出现安装成功，但 Pycharm 仍然找不到包的情况。

2 完整代码

关键代码就只有前几行，后面都是在画图：

import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
import pywt
import PIL
import cv2img = PIL.Image.open("white_bear.jpg")
img = np.array(img)
img = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
LLY, (LHY, HLY, HHY) = pywt.dwt2(img, 'haar')plt.subplot(1, 3, 1)
plt.title("Original", fontsize=12, loc="center")
plt.axis('off')
plt.imshow(img, cmap="Greys")plt.subplot(2, 3, 2)
plt.title("LL", fontsize=12, loc="center")
plt.axis('off')
plt.imshow(LLY, cmap="Greys")plt.subplot(2, 3, 3)
plt.title("HL", fontsize=12, loc="center")
plt.axis('off')
plt.imshow(HLY, cmap="Greys")plt.subplot(2, 3, 5)
plt.title("LH", fontsize=12, loc="center")
plt.axis('off')
plt.imshow(LHY, cmap="Greys")plt.subplot(2, 3, 6)
plt.title("HH", fontsize=12, loc="center")
plt.axis('off')
plt.imshow(HHY, cmap="Greys")plt.show()

上述代码在 $pywt.dwt2$ 函数中使用的是哈尔 $(\mathsf{haar})$ 小波变换，它是由数学家哈尔·阿尔弗雷德于 1909 年所提出的函数变换，也是小波变换中最简单的一种变换。