[發明專利]一種圖像中小波域水印的區塊鏈嵌入方法

在審

• 申請號: 201711271765.9
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN108053359A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 譚宜勇
• 申請（專利權）人: 北京泛融科技有限公司
• 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

本發明公開了一種圖像中小波域水印的區塊鏈嵌入方法，包括以下步驟：步驟一，生成含有區塊鏈的數據區塊的水??；步驟二，將生成的含有區塊鏈的數據區塊的水印嵌入小波域水??；步驟三，提取和驗證小波域水??；步驟四，更新區塊鏈中的水印信息。本發明的圖像中小波域水印的區塊鏈嵌入方法中，通過利用區塊數據區塊生成水印序列，將區塊鏈技術引入數字水印中，保證了圖像本身的信息的安全性，不被任意攻擊手段篡改水印信息；通過對水印中區塊鏈數據區塊的更新，使其在網絡的傳遞過程中不被任意修改，無效網絡中的攻擊，確保傳遞過程中的信息安全。

技術領域

本發明屬于小波域水印技術領域，尤其涉及一種圖像中小波域水印的區塊鏈嵌入方法。

背景技術

數字水印是一種具有較高效率且被廣泛應用的信息安全保障方法，通過在圖像中嵌入隱藏的標識信息達到保護版權、信息追蹤等應用目的。水印的嵌入方式主要有兩種，一種是在空域嵌入水印，一種是在變換域中嵌入水印。后者由于其方便的信息隱藏特點和對噪聲、濾波的魯棒性而被研究者和商業應用青睞?；谛〔ㄗ儞Q的數字水印技術表現尤為突出，又稱之為小波域水印。小波域水印將圖像分解多種尺度域，在衡量局部頻域特征與全局頻域特征的基礎上，將對圖像的變換以小波系數矩陣來表示，這些系數矩陣信可通過高效率的壓縮算法進行較大容量的存儲。變換域嵌入的大量信息也為水印的攻擊提供了目標，使得針對變換域的水印攻擊手段隨應用領域增加呈現復雜的變化，嚴重影響數字水印本身的安全性與可跟蹤性。

現有的小波域水印嵌入方法主要包括三個階段：首先，將圖像數據作為二維信號進行小波變換，得到低頻子帶圖像、中頻子帶圖像和高頻子帶圖像；接著，為不影響視覺效果，選擇中頻子帶或高頻子帶的系數矩陣里嵌入標識信息作為水?。蛔詈?，使用小波變換后低頻子帶圖像的系數矩陣，以及嵌入信息后的中、高頻子帶系數矩陣進行小波反變換，重新構造出帶有水印信息的圖像數據。

上述過程具體描述如下：

首先，產生水?。豪矛F有的標識信息作為水印的一部分嵌入到圖像中。在此之前需要經過加密算法的預處理，如位分解等。

接著，嵌入水?。盒〔ㄋ〉那度胄枰紫葘ΧS圖像進行小波變換，得到高、中、低三個頻域子帶，三個子帶在視覺上不會直接顯示在圖像中，使得水印信息具有隱蔽性。由于低頻子帶本身攜帶信息較少，少量的增加會大幅度更改反變換后得到原圖的視覺效果。所以選擇在中頻子帶和高頻子帶中嵌入水印。設預處理后的水印信號是為L，其序列為L(l1，l2，l3，l4，……ln)，其中li(i＝1，2，…，n)為水印序列的集合，其大小由所包含的信息量決定。選定高頻子帶作為嵌入水印的對象，這里我們采用固定閾值的嵌入方法。之外還有固定方差、分布函數等方法。設定閾值S，選擇小波變換的高頻子帶系數矩陣H的數值hi，如果該數值大于閾值S，則在這個值與水印信號L的元素li相加，得到新的矩陣vi，若系數矩陣的數值hi小于閾值S，則矩陣H中的元素hi保持不變。vi的集合即V＝(v1，v2，v3…vn)為嵌入水印后的矩陣，用矩陣V代替矩陣H，重構二維圖像即得到帶有水印的數字圖像。

最后，驗證水?。簩⒃级S圖像與嵌入水印后的數字圖像同時進行小波變換，對得到的小波系數矩陣進行比較可得到預處理后的水印編碼。對該編碼進行發解碼操作即可得到原始水印信息，根據此信息可判定圖像中的水印是否被篡改。

圖像的小波域水印是當前主流的變換域數字水印技術之一，被廣泛應用于電子影像的版權保護、網絡傳播中圖像內容的完整性保護，電子票據的防偽與信息隱藏等眾多領域。

然而，現有小波域水印具有易被攻擊、無法保持完整追蹤的缺點，針對數字水印的不同應用產生了多種多樣的攻擊手段，它們會造成小波系數的不同幅度改變，進而惡意篡改、破壞水印，導致水印提取失敗，嚴重影響了數字水印的可靠性與安全性，將會對應用領域造成巨大的經濟損失。水印本身易被攻擊，導致信息被篡改。含有水印的數字圖像在網絡中傳遞的過程中要么保持原有信息，使得其無法追蹤其信息來源；要么增加了時間戳信息，但增加的信息同樣在傳遞中會被網絡攻擊，個別時間戳的損害造成整個時間戳的錯亂導致整個傳遞路徑的失敗，無法進行追蹤。