[發(fā)明專利]基于圓諧傅里葉矩的魯棒圖像水印嵌入及檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410821929.0
• 申請(qǐng)日: 2015-08-04
• 公開（公告）號(hào): CN104504645A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊紅穎;王佩;王向陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T1/00
• 分類號(hào): G06T1/00
• 代理公司: 大連非凡專利事務(wù)所 21220
• 代理人: 閃紅霞

1.一種基于圓諧傅里葉矩的魯棒圖像水印嵌入方法，其特征在于按照如下步驟進(jìn)行：

步驟1：以內(nèi)接圓諧傅里葉矩理論為基礎(chǔ)，定義及具體計(jì)算灰度圖像的圓諧傅里葉矩；

步驟2：利用有限個(gè)圓諧傅里葉矩來(lái)近似重構(gòu)灰度圖像函數(shù)的表達(dá)式；

步驟3：分析圓諧傅里葉矩的精確性和幾何不變特性，選取穩(wěn)定的矩，用于水印嵌入；

步驟4：采納量化調(diào)制策略將水印信息嵌入到圓諧傅里葉矩幅值中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圓諧傅里葉矩的魯棒圖像水印嵌入方法，其特征在于所述步驟1如下：

步驟11：假定???????????????????????????????????????????????為極坐標(biāo)下的灰度圖像，定義如下形式的灰度圖像圓諧傅里葉矩：

步驟12：圖像歸一化采用內(nèi)切圓方法，對(duì)于一個(gè)大小為的數(shù)字圖像,坐標(biāo)轉(zhuǎn)換前后的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下

其中，，變換后的采樣間隔為，利用求和的方式將積分形式下的圓諧傅里葉矩計(jì)算公式轉(zhuǎn)換成離散形式下的求矩公式；

步驟13：利用坐標(biāo)映射對(duì)應(yīng)關(guān)系，把圖像歸一化到單位圓后，上述公式轉(zhuǎn)化為離散求和形式表達(dá)式，基于數(shù)學(xué)分析理論，當(dāng)采樣點(diǎn)的數(shù)量達(dá)到無(wú)窮大時(shí)，離散求和結(jié)果等價(jià)于積分結(jié)果，因此，圓諧傅里葉矩的離散形式表達(dá)式如下

其中，表示徑向基函數(shù)，且有

。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于圓諧傅里葉矩的魯棒圖像水印嵌入方法，其特征在于所述步驟2如下：

步驟21：對(duì)于灰度圖像函數(shù)，計(jì)算出它的圓諧傅里葉矩；

步驟22：利用有限數(shù)目的圓諧傅里葉矩近似重建原圖像函數(shù)；若已知圖像最高階n_max、最大重復(fù)度m_max的圓諧傅里葉矩，則由其完備性和正交性，可得原始圖像的重構(gòu)公式為：

。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于圓諧傅里葉矩的魯棒圖像水印嵌入方法，其特征在于所述步驟3如下：

步驟31：圓諧傅里葉矩的平移不變性分析；

步驟32：圓諧傅里葉矩的旋轉(zhuǎn)不變性分析；

步驟33：圓諧傅里葉矩的縮放不變性分析；

步驟34：圓諧傅里葉矩的精確性測(cè)試，用于水印嵌入的圓諧傅里葉矩選取如下：

其中，為圓諧傅里葉矩，n和m分別為圓諧傅里葉矩的階數(shù)和重復(fù)度；x，y分別為所選穩(wěn)定矩的階數(shù)和重復(fù)度；

用于水印嵌入所選取的圓諧傅里葉矩個(gè)數(shù)為

N_max為所求四元數(shù)圓諧傅里葉矩設(shè)定的最大階數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于圓諧傅里葉矩的魯棒圖像水印嵌入方法，其特征在于所述步驟4如下：

步驟41：數(shù)字水印的預(yù)處理；

步驟42：圓諧傅里葉矩的計(jì)算；

步驟43：利用密鑰Key1從穩(wěn)定四元數(shù)圓諧傅里葉矩集合中隨機(jī)選擇個(gè)四元數(shù)圓諧傅里葉矩用于水印嵌入，設(shè)其對(duì)應(yīng)的四元數(shù)圓諧傅里葉矩幅值為，量化規(guī)則如下：

式中，round(x)表示對(duì)x進(jìn)行四舍五入，表示水印數(shù)據(jù)，Δ為量化步長(zhǎng)，就是嵌入水印信息后的四元數(shù)圓諧傅里葉矩幅值，根據(jù)得到嵌入水印信息后的四元數(shù)圓諧傅里葉矩；

步驟44：含水印圖像的生成。

6.一種與權(quán)利要求1、2、3、4、5所述的基于圓諧傅里葉矩的魯棒圖像水印嵌入方法對(duì)應(yīng)的檢測(cè)方法，其特征在于按照如下步驟進(jìn)行：

步驟51：計(jì)算待檢測(cè)灰度圖像圓諧傅里葉矩；

步驟52：穩(wěn)定圓諧傅里葉矩的選取；

利用密鑰Key2選擇個(gè)圓諧傅里葉矩用于水印提取，設(shè)其對(duì)應(yīng)的圓諧傅里葉矩幅值為；

步驟53：采用與嵌入過(guò)程相對(duì)應(yīng)的量化公式進(jìn)行水印提取：

式中，表示提取出的一維水印數(shù)據(jù)；

步驟54：對(duì)得到的一維水印數(shù)據(jù)逆置亂解密，并轉(zhuǎn)換成二維水印圖像。