[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?zhí)枺?/td>: 201910085504.0
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109829846B
• 公開（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（專利權(quán)）人: 魯東大學(xué)
• 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(fā)明利用頻域數(shù)字水印算法魯棒性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，公開了一種基于二維離散余弦變換的數(shù)字圖像盲水印方法。本發(fā)明在變換域中選取圖像塊經(jīng)過二維離散余弦變換后的部分中頻系數(shù)，并通過修改所選中頻系數(shù)間的大小關(guān)系完成數(shù)字水印的嵌入與盲提取。該發(fā)明將數(shù)字圖像水印嵌入到宿主圖像中，不但具有較好的水印不可見性，而且具有較強(qiáng)的魯棒性，適用于數(shù)字圖像版權(quán)保護(hù)的場合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信息安全技術(shù)領(lǐng)域，涉及數(shù)字圖像的高不可見性、強(qiáng)魯棒性數(shù)字水印版權(quán)保護(hù)。

背景技術(shù)

隨著Internet和多媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)滲透于日常生活的方方面面，我們可以更加準(zhǔn)確高效地獲取所需信息，但隨之也產(chǎn)生了一系列嚴(yán)重問題，如盜版、侵權(quán)、篡改等。因此，對知識產(chǎn)權(quán)和版權(quán)的保護(hù)迫在眉睫，數(shù)字水印技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)字圖像水印的成功嵌入和提取能夠有效保護(hù)其版權(quán)，從而解決這一難題。在近年來數(shù)字水印的研究中，具有較好水印不可見性的同時(shí)具有較強(qiáng)魯棒性的數(shù)字水印算法逐漸成為數(shù)字水印技術(shù)發(fā)展的主流。因此，如何設(shè)計(jì)一種高不可見性、強(qiáng)魯棒性的數(shù)字水印算法是當(dāng)前數(shù)字水印技術(shù)的難點(diǎn)之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供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)過程，其水印嵌入過程描述如下：

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字形選取變換矩陣dctA的4對DCT中頻系數(shù)(c_i1,c_i2)，其中i＝1,2,3,4，分別表示第i對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(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(.)是取符號函數(shù)，avg＝(abs(c_i1)+abs(c_i2))/2，T為量化步長；

第五步：用修改后的DCT中頻系數(shù)對(c_i1^*,c_i2^*)替換原有的DCT中頻系數(shù)對(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DCT中頻系數(shù)；

第六步：根據(jù)公式(5)，對變換矩陣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)