[發明專利]融合圖像塊內和塊間紋理規則特征的圖像水印方法及系統

有效

• 申請號: 202010055112.2
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111260533B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 王春興;宮玉辛;萬文博
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種融合圖像塊內和塊間紋理規則特征的圖像水印嵌入方法，其特征在于，包括：

對分塊后的待嵌入圖像進行DCT變換，提取DCT系數，組成待嵌入向量；

基于圖像塊內和塊間的紋理規則特征，得到紋理規則度調制因子，以此構建JND模型，計算JND基本閾值得到DCT系數對應的感知松弛向量；

將待嵌入向量和感知松弛向量映射到給定投影向量上，分別獲得待嵌入投影向量和感知松弛投影向量，通過感知松弛投影向量和嵌入強度得到量化步長；

將水印根據量化步長嵌入到待嵌入投影向量中，對嵌入水印后的DCT系數進行IDCT變換后得到嵌入水印后的圖像；

根據閾值將圖像塊分為顯著塊和非顯著塊，將任一顯著塊與其最近顯著塊之間的最小距離組成最小距離集合；

采用的窗函數計算圖像塊間的紋理規則特征，為最小距離集合的均值；

以當前塊為中心計算范圍內與當前塊的顯著值相似的塊的數量，并以此計算塊間紋理規則特征，即：

其中，為范圍內與當前塊的顯著值相似的塊的數量，和取值為0.15和1.5，為一個確保分式有意義的足夠小的常數，為范圍內與當前塊的顯著值相似的塊的數量所占的比例；

閾值的計算過程包括：

采用和兩個閾值，分別計算顯著值大于和的圖像塊的數量，當顯著值大于的圖像塊的數量大于顯著值大于的圖像塊的數量的倍時，的值為，否則為，

閾值的計算公式如下：

其中，和分別指在視覺顯著圖中顯著值分別大于和的塊的數量。

2.如權利要求1所述的一種融合圖像塊內和塊間紋理規則特征的圖像水印嵌入方法，其特征在于，采用圖像塊的AC系數表示塊內紋理規則特征，即：

，

，

其中，表示歸一化算子，取值為0.474，表示AC的坐標，分別為、、。

3.如權利要求1所述的一種融合圖像塊內和塊間紋理規則特征的圖像水印嵌入方法，其特征在于，紋理規則度調制因子計算公式為：

其中，為塊間紋理規則特征，為塊內紋理規則特征。

4.如權利要求1所述的一種融合圖像塊內和塊間紋理規則特征的圖像水印嵌入方法，其特征在于，嵌入公式如下所示：

，

量化函數定義為：

，

，

其中，為待嵌入向量，為待嵌入投影向量，和分別代表量化步長和抖動信號，為感知松弛投影向量，為嵌入強度。

5.一種融合圖像塊內和塊間紋理規則特征的圖像水印提取方法，其特征在于，包括：

對分塊后的水印圖像進行DCT變換，提取DCT系數，組成待提取向量；

基于圖像塊內和塊間的紋理規則特征，得到紋理規則度調制因子，以此構建JND模型，計算JND基本閾值得到DCT系數對應的松弛向量；

將待提取向量和松弛向量映射到給定投影向量上，分別獲得待提取投影向量和松弛投影向量，通過松弛投影向量和嵌入強度得到量化步長；

采用抖動調制檢測器根據量化步長提取水印；

根據閾值將圖像塊分為顯著塊和非顯著塊，將任一顯著塊與其最近顯著塊之間的最小距離組成最小距離集合；

采用的窗函數計算圖像塊間的紋理規則特征，為最小距離集合的均值；

以當前塊為中心計算范圍內與當前塊的顯著值相似的塊的數量，并以此計算塊間紋理規則特征，即：

其中，為范圍內與當前塊的顯著值相似的塊的數量，和取值為0.15和1.5，為一個確保分式有意義的足夠小的常數，為范圍內與當前塊的顯著值相似的塊的數量所占的比例；

閾值的計算過程包括：

采用和兩個閾值，分別計算顯著值大于和的圖像塊的數量，當顯著值大于的圖像塊的數量大于顯著值大于的圖像塊的數量的倍時，的值為，否則為，

閾值的計算公式如下：

其中，和分別指在視覺顯著圖中顯著值分別大于和的塊的數量。