[發明專利]一種基于矩陣LU分解的雙彩色圖像盲水印方法

有效

• 申請號: 201510407654.0
• 申請日: 2015-07-14
• 公開（公告）號: CN105023236B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 蘇慶堂;王剛;劉啟明;鄧冠龍;呂高煥
• 申請（專利權）人: 魯東大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于矩陣LU分解的雙彩色圖像盲水印方法，包含水印嵌入過程和提取過程，其水印嵌入的具體過程描述如下：

第一步：彩色數字水印圖像的預處理：將大小為N×N的24位原始彩色圖像水印圖像W通過降維處理，分成三個二維水印分量R，G，B；然后，將每個二維水印分量進行基于私鑰KA_c的Arnold變換置亂；隨后，把每個像素值轉換為8位二進制數，并將所有的8位二進制數組合成二值序列W_c，c＝1,2,3分別表示紅、綠、藍三層；

第二步：彩色宿主圖像的預處理：將宿主圖像H也分成R，G和B三個分量圖像H_c，c＝1,2,3分別表示紅、綠、藍三層，并將每個分量圖像H_c進一步劃分為4×4大小的非重疊的像素塊；同時，用基于私鑰為KB_c的MD5哈希偽隨機置換算法隨機選擇嵌入塊；

第三步：選取一個嵌入塊H_i,j并按照公式(1)進行LU分解獲得其下三角矩陣L_i,j和上三角矩陣U_i,j,此處i,j分別表示該像素塊所在的行號和列號；

[L_i,j,U_i,j]＝LU(H_i,j) (1)

第四步：根據公式(2)、(3)修改下三角矩陣L_i,j中的第二行一列元素l_2,1和第三行一列元素l_3,1以嵌入水印w；

if l2,1<=l3,1and w=1,thenl2,1′=lavg+Tl3,1′=lavg-T---(2)]]>

if l2,1>l3,1and w=0,thenl2,1′=lavg-Tl3,1′=lavg+T---(3)]]>

其中，l_avg＝(l_2,1+l_3,1)/2，T是水印嵌入強度；

第五步：利用公式(4)進行逆LU變換，得到嵌入水印后的像素塊H_i'_,j；

H′_i,j＝L′_i,j×U_i,j (4)

第六步：重復執行步驟第三步到第五步，直到所有的水印信息都被嵌入完成為止；最后，將含水印的紅、綠、藍分層圖像重新組合并獲得含水印的圖像H^*；

本發明所述水印提取的具體過程如下：

第一步：將含水印圖像H^*分成三個分層含水印圖像分別表示紅、綠、藍三層，并將每一分層含水印圖像進一步分成4×4的非重疊像素塊；

第二步：利用基于私鑰為KB_c的MD5哈希偽隨機置換算法選取含水印的圖像塊；

第三步：根據公式(5)，將含有水印的像素塊進行LU分解，得其下三角矩陣此處i,j分別表示該像素塊所在的行號和列號；

[Li,j*,Ui,j*]=LU(Hi,j*)---(5)]]>

第四步：根據公式(6),利用下三角矩陣中的第二行一列元素和第三行一列元素提取水印信息

wi,j*=0,ifl21*<=l3,1*1,ifl2,1*>l3,1*---(6)]]>

第五步：重復執行第三步、第四步，直到提取所有的水印信息，把這些提取的信息按照每8位一組進行分解，并轉換為十進制的像素值，然后形成分量水印分別表示紅、綠、藍三層；

第六步：將每個分量水印進行基于私鑰KA_c的逆Arnold變換，并結合成最終提取的水印W^*。