[發(fā)明專利]一種基于混沌序列的數(shù)字水印嵌入和提取方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010200331.1
• 申請(qǐng)日: 2010-06-13
• 公開（公告）號(hào): CN101847251A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐杰;隆克平;王軍浩;楊娣潔;劉健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T1/00
• 分類號(hào): G06T1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于混沌序列的數(shù)字水印嵌入和提取方法，其特征在于，在發(fā)送端，包括以下步驟：

步驟1：二值數(shù)字水印圖像進(jìn)行混沌置亂

將二值數(shù)字水印圖像W按行重排為一維的二值序列{w₁，w₂，…w_k}，然后與混沌二值序列{x₁，x₂，…，x_k}逐位進(jìn)行異或操作，得到二值序列{w′₁，w′₂，…w′_k}，即混沌置亂的數(shù)字圖像W′；

步驟2：原始載體圖像進(jìn)行預(yù)處理

從原始載體圖像I分割，提取出k個(gè)m×m大小的圖像子塊I_i，i＝1，2，…，k，然后對(duì)每一圖像子塊I_i進(jìn)行離散余弦變換，得到系數(shù)矩陣P_i，i＝1，2，…，k，選取每一圖像子塊I_i的系數(shù)矩陣P_i的第一個(gè)系數(shù)P_i(1，1)，組成一個(gè)低頻分量矩陣A；

低頻分量矩陣A進(jìn)行奇異值變換A＝USV^T，得到對(duì)角矩陣S的奇異值序列{λ₀，λ₁，…λ_k}；

步驟3：將二值數(shù)字水印圖像嵌入到原始載體圖像中

(1)、二值數(shù)字水印圖像嵌入的位置

利用數(shù)字1～k混沌排列構(gòu)成位置編號(hào)序列{c₁，c₂，…，c_k}，混沌置亂的數(shù)字圖像W′中的序列元素w′_i，i＝1，2…，k依據(jù)位置編號(hào)序列{c₁，c₂，…，c_k}進(jìn)行重新排列，構(gòu)成新的混沌置亂的數(shù)字圖像W″；

(2)、嵌入

新的混沌置亂的數(shù)字圖像W″進(jìn)行以下運(yùn)算，得到新的對(duì)角矩陣S′奇異值序列{λ′₀，λ′₁…λ′_k}，從而得到新的對(duì)角矩陣S′

{λ′₀，λ′₁，…λ′_k}＝{λ₀，λ₁，…λ_k}+α×W″

其中，常數(shù)α為尺度因子，用來控制數(shù)字水印添加的強(qiáng)度；

(3)、輸出含二值數(shù)字水印圖像的目標(biāo)圖像

進(jìn)行奇異值反變換A′＝U×S′×V^T，得到新的低頻分量矩陣A′，將每一系數(shù)矩陣P_i中的第一個(gè)系數(shù)P_i(1，1)替換為新的低頻分量矩陣A′中相對(duì)應(yīng)的值，這樣就得到了新的系數(shù)矩陣P′_i，i＝1，2，…，k，對(duì)每一個(gè)新的系數(shù)矩陣P′_i，i＝1，2，…，k進(jìn)行離散余弦逆變換后，得到k個(gè)m×m大小的新的圖像子塊I′_i，將k個(gè)新的圖像子塊I′_i進(jìn)行合并，得到含二值數(shù)字水印圖像的目標(biāo)圖像I′；

步驟4：含二值數(shù)字水印圖像的目標(biāo)圖像I′傳輸?shù)浇邮斩?；混沌二值序列{x₁，x₂，…，x_k}、位置編號(hào)序列{c₁，c₂，…，c_k}、尺度因子α以及對(duì)角矩陣S通過安全通道機(jī)制傳輸?shù)浇邮斩耍?/p>

在接收端，包括以下步驟：

步驟5：提取混沌置亂的數(shù)字圖像

對(duì)接收到的二值數(shù)字水印圖像的目標(biāo)圖像I′進(jìn)行步驟1相同的分割，提取出k個(gè)m×m大小的新的圖像子塊I′_i，i＝1，2，…，k，然后對(duì)每一個(gè)新的圖像子塊I′_i進(jìn)行離散余弦變換，得到了新的系數(shù)矩陣P′_i，i＝1，2，…，k；

取每一個(gè)新的系數(shù)矩陣P′_i的第一個(gè)系數(shù)P′_i(1，1)組成新的低頻分量矩陣A′，然后對(duì)新的低頻分量矩陣A′進(jìn)行奇異值變換A＝US′V^T，得到新的對(duì)角矩陣S′，從而得到S′奇異值序列{λ′₀，λ′₁，…λ′_k}；

按照公式{λ′₀，λ′₁，…λ′_k}＝{λ₀，λ₁，…λ_k}+α×W″計(jì)算出新的混沌置亂的數(shù)字圖像W″，再依據(jù)位置編號(hào)序列{c₁，c₂，·…，c_k}還原出混沌置亂的數(shù)字圖像W′；

步驟6：還原二值數(shù)字水印圖像

混沌置亂的數(shù)字圖像W′依據(jù)混沌二值序列{x₁，x₂，…，x_k}還原為二值數(shù)字水印圖像W。