[發明專利]基于四元數Legendre矩校正的彩色圖像水印嵌入及檢測方法

在審

• 申請號: 201410796823.X
• 申請日: 2014-12-20
• 公開（公告）號: CN104766263A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: 牛盼盼;王向陽
• 申請（專利權）人: 遼寧師范大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;G06T7/00
• 代理公司: 大連非凡專利事務所 21220
• 代理人: 閃紅霞

技術領域

本發明屬于數字多媒體防偽和信息安全保護領域，尤其是一種對常規信號處理（特別是針對顏色的攻擊方式）和去同步攻擊均具有較好的魯棒性的基于四元數Legendre矩校正的彩色圖像水印嵌入及檢測方法。

背景技術

伴隨著網絡技術與數字媒體技術的飛速發展，數字信息的傳輸與利用日益變得頻繁與廣泛。由于數字信息極易被無限制任意編輯、復制與散布，數字作品的信息安全、知識產權保護和認證等問題已變得日益突出。數字水印（Digital?Watermarking）由此而受到人們的高度重視，并已成為國際學術界研究的一個熱點。所謂數字圖像水印，就是將具有特定意義的標記（水印），利用數據嵌入的方法隱藏在數字圖像產品中，用以證明創作者對其作品的所有權，并作為鑒定、起訴非法侵權的依據，同時通過對水印的檢測和分析保證數字信息的完整可靠性，從而成為知識產權保護和數字多媒體防偽的有效手段。

近年來，抗去同步攻擊數字圖像水印方法研究取得了很大進展，但現有絕大多數圖像水印嵌入算法都是針對灰度圖像的，直接用于彩色載體圖像的數字水印算法較少。即使原始載體是彩色圖像，大部分方法也只是通過提取其亮度信息或使用單色通道信息嵌入數字水印。也就說，現有算法未能很好體現和保留不同色彩分量在整個顏色空間內的特定聯系，因而必然影響數字水印的魯棒性和不可感知性。

發明內容

本發明是為了解決現有技術所存在的上述技術問題，提供一種對常規信號處理（特別是針對顏色的攻擊方式）和去同步攻擊均具有較好的魯棒性的基于四元數Legendre矩校正的彩色圖像水印嵌入及檢測方法。

本發明的技術解決方案是：一種基于四元數Legendre矩校正的彩色圖像水印檢測方法，其特征在于按照如下步驟進行：

步驟1：將灰度圖像的Legendre矩不變量理論推廣到四元數層面，并進一步構造出描述彩色圖像內容的四元數Legendre矩不變量；

步驟2：采用量化索引調制（QIM）方法，將數字水印嵌入到離散四元數余弦變換域的低頻區域內。

所述步驟1如下：

步驟11：彩色圖像四元數Legendre矩的計算；

步驟12：彩色圖像四元數Legendre矩不變量的計算；

步驟13：對四元數Legendre矩不變量的特性分析。

所述步驟2如下：

步驟21：引入Arnold變換對水印進行置亂加密，將二值水印圖像?置亂加密為安全水印矩陣W₁；然后，將W₁分成2*2大小的單位小塊W_k，；

步驟22：已知二維圖像水印為W，設一共可嵌入個水印，則要將彩色載體圖像分為個大塊；設每個大塊由個單位小塊構成，每個單位小塊為B_k，則，；

步驟23：對每一個單位小塊B_k分別進行DQCT，得到DQCT的實部及虛部，并用A_k，C_k，D_k，E_k?()表示；

步驟24：已知每個單位小塊B_k在大塊中的位置為，單位小塊B_k經過DQCT得到的實部矩陣為A_k，；根據DQCT域嵌入水印的前提條件，選擇實部矩陣A_k的4個嵌入位置A_k（1，1），A_k（1，2），A_k（2，1）和A_k（2，2），采用經典的量化索引調制(QIM)方法，按照下列公式實現水印信息的嵌入：

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式中，表示修改后的實部矩陣；表示對進行四舍五入操作；表示量化步長；