[發明專利]基于四元數PHFM的三圖像零水印構造方法和檢測方法

在審

• 申請號: 201811524791.2
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109741230A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 王春鵬;夏之秋;馬賓;李健
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;H04L9/00
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 孫園園

1.基于四元數PHFM的三圖像零水印構造方法，其特征在于用于同時使用三幅醫學圖像構造零水印圖像，三幅醫學圖像的大小均為N×N，水印圖像的大小為P×Q，包括如下步驟：

S100、計算上述三幅醫學圖像的四元數極諧Fourier矩；

S200、基于密鑰選取P×Q個四元數極諧Fourier矩，并基于選取的四元數極諧Fourier矩的幅值計算二維特征矩陣；

S300、對二維特征矩陣逐列比較列向量中每個幅值和列向量幅值平均值的大小，構造感知哈希序列；

S400、構造Logistic混沌映射序列并將其轉換為二值序列，對二值序列和感知哈希序列進行異或操作得到混沌序列；

S500、將混沌序列與水印圖像進行異或操作，生成零水印圖像。

2.根據權利要求1所述的基于四元數PHFM的三圖像零水印構造方法，其特征在于步驟S100中，以三幅醫學圖像作為四元數的三個虛部，計算上述三幅醫學圖像的四元數極諧Fourier矩。

3.根據權利要求2所述的基于四元數PHFM的三圖像零水印構造方法，其特征在于步驟S200包括如下分步驟：

S210、根據密鑰從上述四元數極諧Fourier矩中隨機選取P×Q個矩；

S220、計算上述選取的四元數極諧Fourier矩的幅值作為圖像特征；

S230、對四元數極諧Fourier矩的幅值進行升維計算得到二維特征矩陣V，V＝(v_i,j,0≤i≤P,0≤j≤Q)

其中，v_i,j表示二維特征矩陣V在坐標(i,j)處的值。

4.根據權要求3所述的基于四元數PHFM的三圖像零水印構造方法，其特征在于步驟S300包括如下分步驟：

S310、對于二維特征矩陣逐列計算每列向量對應的列向量幅值平均值；

S320、對于二維矩陣逐列進行如下計算：將當前列向量的每個幅值逐一與當前列向量的列向量幅值平均值進行大小比較，并生成序列元素；

其中，當幅值大于或等于列向量幅值平均值時，序列元素記為1，當幅值小于列向量幅值平均值時，序列元素記為0；

S330、將上述序列元素掃描成序列，即得到感知哈希序列H，

H＝(h_i,j,0＜i＜P,0＜j＜Q)

其中，h_i,j表示感知哈希序列H在坐標(i,j)處的值。

5.根據權要求4所述的基于四元數PHFM的三圖像零水印構造方法，其特征在于步驟S400包括如下分步驟：

S410、通過初始值為x₀的Logistic混沌映射生成長度為P×Q的混沌序列L；

S420、將混沌序列L轉換為二值序列L'，

其中，Threshold為L的均值；

S430、對二值序列L'與哈希序列H進行異或操作生成混沌序列H'，

6.基于四元數PHFM的三圖像零水印檢測方法，其特征在于用于同時對三幅待檢測醫學圖像進行水印檢測，三幅待檢測醫學圖像的大小均為N×N，水印圖像的大小為P×Q，包括如下步驟：

L100、計算上述三幅待檢測的醫學圖像的四元數極諧Fourier矩；

L200、基于密鑰選取P×Q個四元數極諧Fourier矩，并基于選取的四元數極諧Fourier矩的幅值計算二維特征矩陣；

L300、對二維特征矩陣逐列比較列向量中每個幅值和列向量幅值平均值的大小，構造感知哈希序列；

L400、構造Logistic混沌映射序列并將其轉換為二值序列，對二值序列和感知哈希序列進行異或操作得到混沌序列；

L500、將混沌序列與通過權利要求1-5任一項所述的基于四元數PHFM的三圖像零水印構造方法構造的零水印圖像進行異或操作，提取水印圖像。

7.根據權利要求6所述的基于四元數PHFM的三圖像零水印檢測方法，其特征在于步驟L100中，以三幅待檢測醫學圖像作為四元數的三個虛部，計算上述三幅醫學圖像的四元數極諧Fourier矩。