[發(fā)明專利]一種數(shù)字圖像篡改檢測(cè)定位和自恢復(fù)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910446257.2
• 申請(qǐng)日: 2019-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN110148079B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇國(guó)棟;張真誠(chéng);林家禎;郭永寧;蔡碧麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建師范大學(xué)福清分校
• 主分類號(hào): G06T1/00
• 分類號(hào): G06T1/00
• 代理公司: 北京易捷勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11613
• 代理人: 蔡曉敏

本發(fā)明提出一種數(shù)字圖像篡改檢測(cè)定位和自恢復(fù)的方法，先通過原始圖像產(chǎn)生并自嵌入恢復(fù)水印，形成第一水印圖像,再通過第一水印圖像產(chǎn)生并自嵌入驗(yàn)證水印，獲得第二水印圖像；在驗(yàn)證與自恢復(fù)階段通過待測(cè)圖像獲取驗(yàn)證水印和恢復(fù)水印；根據(jù)所述驗(yàn)證水印、恢復(fù)水印和預(yù)設(shè)的規(guī)則對(duì)所述待測(cè)圖像進(jìn)行篡改檢測(cè)定位和自恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)了高精度的圖像篡改定位和高品質(zhì)的恢復(fù)圖像。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字水印領(lǐng)域，特別涉及一種數(shù)字圖像篡改檢測(cè)定位和自恢復(fù)的方法。

背景技術(shù)

在2018年，Shehab等人提出了基于奇異值分解的方案，以實(shí)現(xiàn)圖像篡改檢測(cè)與自恢復(fù)能力。該方法大致可以分為兩個(gè)過程：水印生成與嵌入和水印提取與數(shù)字圖像驗(yàn)證恢復(fù)。該方法的水印生成與嵌入流程圖如圖1所示，水印提取與數(shù)字圖像驗(yàn)證恢復(fù)流程圖如圖2所示。

水印生成與嵌入的過程：

(1)驗(yàn)證水印生成：

1)圖像切割。將原始圖像I切成4*4大小的塊，記為B。

2)像素置位。將B中所有像素的2LSBs置0。LSB：最低有效位(Least significantbit)。

3)矩陣分解。將置位后的B實(shí)施奇異值分解(SVD)，得到一個(gè)對(duì)角矩陣M。

4)特征提取。由M計(jì)算并提取特征值，作為B對(duì)應(yīng)的水印。該水印為12比特。

(2)恢復(fù)水印生成：

1)圖像切割。將灰度圖像I切成4*4大小的塊，記為B。

2)塊切割。將B進(jìn)一步切割成4個(gè)2*2的塊。

3)計(jì)算平均值。計(jì)算每個(gè)2*2塊的像素平均值。

4)恢復(fù)水印生成。提取每個(gè)2*2塊的平均值的5MSB作為該塊的恢復(fù)水印，每個(gè)B共4個(gè)塊，因此共有20比特的恢復(fù)水印。MSB：最高有效位(Most significant bit)。

(3)水印嵌入：

1)水印串接。對(duì)于每個(gè)4*4塊B，將生成的12比特的驗(yàn)證水印和20比特的恢復(fù)水印串接起來，形成32比特的水印信息。

2)水印位置變換。以塊為單位，利用Arnold變換將水印置亂。例如，將塊A提取的水印變換至B的位置，B的水印變換至C的位置，依次類推。(也就是說，B的水印是嵌入在C中，目的是為了：即使將來B原來的位置被破壞了，它也可以從C中的恢復(fù)回來，因?yàn)榘袯的恢復(fù)信息藏到了C中)。

3)水印嵌入。假設(shè)B的水印已置亂至C的位置。那么，C共有16個(gè)像素，每個(gè)像素的2LSBs用于水印嵌入，共有32比特。將B的32比特的水印信息按順序嵌入到C中像素的2LSBs中。

4)完成水印嵌入，得到水印圖像II。

水印提取與數(shù)字圖像驗(yàn)證恢復(fù)的過程：

(1)水印提取：

1)圖像切割。將灰度圖像I切成4*4大小的塊，記為C。

2)水印提取。將C中每個(gè)像素的2LSBs按順序提取出來，串接成32比特水印信息。其中，前12比特是驗(yàn)證水印，后20比特是恢復(fù)水印。

3)圖像反置亂。根據(jù)反Arnold變換，將C提取的水印變換至B的位置。即，實(shí)際上C中提取的水印信息是原始B產(chǎn)生水印信息。

(2)圖像驗(yàn)證：

1)圖像切割。將灰度圖像I切成4*4大小的塊，記為B。

2)像素置位。將B中所有像素的2LSBs置0。LSB：最低有效位(Least significantbit)。