[發(fā)明專利]一種基于二維離散余弦變換的數(shù)字圖像盲水印方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910085504.0
• 申請(qǐng)日: 2019-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109829846B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王環(huán)英;袁子涵;劉得成;蘇慶堂;王剛;鄧冠龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 魯東大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T1/00
• 分類號(hào): G06T1/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于二維離散余弦變換的數(shù)字圖像盲水印方法，其特征在于水印的實(shí)現(xiàn)分為水印嵌入和水印提取兩個(gè)過(guò)程，其水印嵌入過(guò)程描述如下：

第一步：宿主圖像及水印圖像的預(yù)處理：將一幅大小為M×M的灰度宿主圖像H分為大小為m×m的非重疊像素塊；對(duì)一幅大小為N×N的灰度水印圖像W進(jìn)行基于私鑰Ka_i的Arnold變換以提高水印的安全性，并將水印圖像W中的每個(gè)十進(jìn)制像素值轉(zhuǎn)換為8位二進(jìn)制序列，依次連接成長(zhǎng)度為8N²的水印位序列SW；

第二步：選擇宿主圖像的嵌入塊：利用randperm函數(shù)生成的偽隨機(jī)序列從宿主圖像H中選擇像素塊A；

第三步：根據(jù)公式(1)，對(duì)選取的像素塊A進(jìn)行二維離散余弦變換DCT得到變換矩陣dctA，并按照Z(yǔ)字形選取變換矩陣dctA的4對(duì)DCT中頻系數(shù)(c_i1，c_i2)，其中i＝1，2，3，4，分別表示第i對(duì)DCT中頻系數(shù)；

dctA＝dct2(A)????(1)

其中，dct2(.)為二維離散余弦變換函數(shù)；

第四步：按照先后順序從水印序列SW中依次選取4個(gè)水印位w_i；利用公式(2)、(3)，修改DCT中頻系數(shù)對(duì)(c_i1，c_i2)之間的大小關(guān)系以嵌入水印位w_i，i＝1，2，3，4；

自定義函數(shù)signc(.)的確定規(guī)則如下：

其中，sign(.)是取符號(hào)函數(shù)，avg＝(abs(c_i1)+abs(c_i2))/2，T為量化步長(zhǎng)；

第五步：用修改后的DCT中頻系數(shù)對(duì)(c_i1^*，c_i2^*)替換原有的DCT中頻系數(shù)對(duì)(c_i1，c_i2)得到含水印的變換矩陣dctA^*，其中i＝1，2，3，4，分別表示第i對(duì)DCT中頻系數(shù)；

第六步：根據(jù)公式(5)，對(duì)變換矩陣dctA^*進(jìn)行逆二維離散余弦變換得到含水印的像素塊A^*，并將含水印像素塊A^*更新到宿主圖像H中；

A^*＝idct2(dctA^*)????(5)

其中，idct2(.)為逆二維離散余弦變換函數(shù)；

第七步：重復(fù)執(zhí)行上述第二步到第六步，直到所有的水印信息都被嵌入完成為止，由此得到含水印的宿主圖像H^*；

其水印提取過(guò)程描述如下：

第一步：含水印宿主圖像的預(yù)處理：將含水印宿主圖像H^*分成大小為m×m的非重疊像素塊；

第二步：選擇含水印宿主圖像的提取塊：利用randperm函數(shù)生成的偽隨機(jī)序列，從含水印宿主圖像H^*中選擇含水印的像素塊A^*；

第三步：對(duì)選取的含水印像素塊A^*進(jìn)行二維離散余弦變換得到變換矩陣dctA^*，并按照Z(yǔ)字形選取變換矩陣dctA^*中與嵌入過(guò)程相對(duì)應(yīng)位置的4對(duì)DCT中頻系數(shù)(c_i1^*，c_i2^*)，其中i＝1，2，3，4，分別表示第i對(duì)DCT中頻系數(shù)；

第四步：根據(jù)DCT中頻系數(shù)對(duì)(c_i1^*，c_i2^*)之間的大小關(guān)系，利用公式(6)從含水印像素塊A^*中提取水印位

其中，abs(.)是求絕對(duì)值函數(shù)，i＝1，2，3，4；

第五步：重復(fù)執(zhí)行第二步到第四步，得到提取的含水印圖像的二進(jìn)制水印序列SW^*，將水印序列SW^*中每8位二進(jìn)制信息劃為一組并轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制的像素值，得到一個(gè)十進(jìn)制數(shù)列；

第六步：對(duì)該十進(jìn)制數(shù)列進(jìn)行基于私鑰Ka_i的逆Arnold變換，獲得最終提取的水印W^*。