[發明專利]一種基于實分數傅立葉變換的圖像零水印嵌入和提取方法

有效

• 申請號: 201410503333.6
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104331856B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 郎俊;石振丁;趙俊婷;姜振宇
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 梁焱

1.一種基于實分數傅立葉變換的圖像零水印嵌入和提取方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、將水印圖像嵌入被保護圖像中，具體如下：

步驟1-1、將水印圖像進行矩陣化處理，即獲得該水印圖像的像素矩陣，該矩陣的行數為水印圖像像素點的行數，該矩陣的列數為水印圖像像素點的列數，該矩陣的元素為像素點的像素值；

步驟1-2、對矩陣化處理后的水印圖像進行實分數傅里葉變換，獲得各像素點的頻域值，進而獲得變換后的水印圖像像素矩陣，并記錄實分數傅里葉變換階數作為第一密鑰；

步驟1-3、將變換后的水印圖像像素矩陣中元素進行置亂處理，消除矩陣中各元素之間的關聯性；

步驟1-4、將被保護圖像進行矩陣化處理，即獲得該被保護圖像的像素矩陣，該矩陣的行數為被保護圖像像素點的行數，該矩陣的列數為被保護圖像像素點的列數，該矩陣的元素為像素點的像素值；

步驟1-5、對矩陣化處理后的被保護圖像進行實分數傅里葉變換，獲得各像素點的頻域值，進而獲得變換后的被保護圖像像素矩陣，并記錄實分數傅里葉變換階數作為第二密鑰；

步驟1-6、將變換后的被保護圖像像素矩陣中元素進行置亂處理，消除矩陣中各元素之間的關聯性；

步驟1-7、構建0，1隨機矩陣，該矩陣的行數與列數與保護圖像像素矩陣相同，該矩陣中1的個數與水印圖像的像素矩陣中元素個數相同，并記錄該0，1隨機矩陣作為第三密鑰；

步驟1-8、將置亂后的被保護圖像像素矩陣與0，1隨機矩陣對應元素相乘，獲得一個新的矩陣，再由上到下按列依次將該矩陣中的非0元素提取出來，獲得提取矩陣；

步驟1-9、用獲得的提取矩陣減去置亂后的水印圖像像素矩陣，獲得密鑰矩陣，將該矩陣作為第四密鑰；

步驟1-10、完成零水印嵌入過程；

步驟2、保存第一密鑰、第二密鑰、第三密鑰、第四密鑰和被保護圖像；

步驟3、根據存儲的第一密鑰、第二密鑰、第三密鑰、第四密鑰和被保護圖像，進行水印提取，具體如下：

步驟3-1、將嵌入水印的被保護圖像進行矩陣化處理，即獲得該嵌入水印的被保護圖像的像素矩陣，該矩陣的行數為嵌入水印的被保護圖像像素點的行數，該矩陣的列數為嵌入水印的被保護圖像像素點的列數，該矩陣的元素為像素點的像素值；

步驟3-2、根據存儲的第二密鑰，對矩陣化處理后的嵌入水印被保護圖像進行實分數傅里葉變換，獲得各像素點的頻域值，進而獲得變換后的嵌入水印的被保護圖像像素矩陣；

步驟3-3、將變換后的嵌入水印的被保護圖像像素矩陣中元素進行置亂處理，消除矩陣中各元素之間的關聯性；

步驟3-4、將變換后的嵌入水印的被保護圖像像素矩陣與存儲的0，1隨機矩陣，即第三密鑰對應元素相乘，獲得一個新的矩陣，再由上到下按列依次將該矩陣中的非0元素提取出來，獲得提取矩陣；

步驟3-5、將獲得的提取矩陣與密鑰矩陣，即第四密鑰相減，獲得置亂后的水印圖像像素矩陣；

步驟3-6、將置亂后的水印圖像像素矩陣進行反置亂，即獲得水印圖像像素矩陣；

步驟3-7、根據保存的第一密鑰，對獲得的水印圖像像素矩陣進行實分數傅立葉逆變換，獲得各像素點的時域值，變換后的矩陣即為原始水印圖像像素矩陣，完成對嵌入水印圖像的提取。

2.根據權利要求1所述的基于實分數傅立葉變換的圖像零水印嵌入和提取方法，其特征在于，步驟1-3、步驟1-6和步驟3-3所述的置亂處理，即將矩陣中第一行元素與最后一行元素交換位置，第二行元素與倒數第二行元素交換位置，以此類推，完成矩陣各行元素的置亂，再將矩陣中第一列元素與最后一列元素交換位置，第二列元素與倒數第二列元素交換位置，以此類推，完成矩陣各列元素的置亂。