[發明專利]一種結合視覺密碼和增強奇異值分解的自適應零水印方法

在審

• 申請號: 202010739134.0
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111882477A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 肖振久;韓帥
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營;韓惠琴

本發明公開了一種結合視覺密碼和增強奇異值分解的自適應零水印方法，包括：將原始載體圖像進行二級離散小波變換獲得低頻逼近子帶；將得到的特征矩陣增強奇異值分解；取對角矩陣的第一個奇異值作為最大奇異值，并計算最大奇異值的均值；依據最大奇異值和最大奇異值的均值的大小關系生成特征向量；得到水印圖像和秘鑰；將雙置亂得到的水印圖與特征向量異或運算，生成零水印圖像；將零水印圖像通過視覺密碼進行加密，生成秘密圖份，將秘密圖份交給認證中心保存。本發明解決現有奇異值分解水印方法中普遍存在的虛警錯誤問題，提高水印方法的安全性，讓零水印圖像很難被不法分子獲得。

技術領域

本發明屬于水印的技術領域，尤其涉及一種結合視覺密碼和增強奇異值分解的自適應零水印方法。

背景技術

近年來，數字數據在互聯網上的安全傳輸是一個潛在的挑戰。因此，對網絡上的數據傳輸的安全性提出了更高的要求。數字圖像水印是一種很有前途的數字數據保護方法，廣泛應用于版權保護和安全通信。數字水印可以根據嵌入式方法、抗攻擊性、不可見性等多種標準進行分類，根據嵌入式方法分類，數字水印技術可以分為兩類，一類是變換域水印方法，另一類是空間域水印方法。變換域水印主要是改變載體圖像頻域系數，空間域水印則是直接修改圖像的灰度值。與變換域水印相比，空間域水印雖然復雜度低、易于實現，但不如變換域水印魯棒性高。

現有技術的基于小波變換的水印方法可以提高水印的不可見性，其經常被用于水印的嵌入過程中。小波變換雖然提高了水印方法的透明性，但單一的小波變換使得水印方法很難有強魯棒性。

基于奇異值分解和小波變換的水印方法的奇異值分解中的奇異值的微小變換不會影響覆蓋圖像的視覺感知，它可促使水印嵌入過程中獲得更好的魯棒性，使得奇異值分解被廣泛應用到數字水印中。將奇異值和小波變換都應用于水印方法中，水印方法雖然透明性和魯棒性得到了提升，但水印方法的透明性和魯棒性很難同時具有很好的效果，而且由于奇異值分解中的奇異值表征的是圖像的亮度信息，不是結構信息，導致奇異值向量和圖片之間不是一一對應關系，使得在沒有嵌入水印的其他圖像中，也可以提取出相同的奇異值向量，導致虛警錯誤問題。

零水印是在不破壞原有圖像的基礎上，利用原圖像的特征構造的，使得水印方法有不錯的魯棒性和透明性。零水印使水印方法不但具有很好的透明性，而且具有不錯的魯棒性。但零水印構造過程中需要提取原圖像的特征，奇異值分解是不錯的提取特征選擇，但奇異值分解本身的不足使得水印方法存在的虛警錯誤問題一直難以解決；當換用其他方法提取特征時，往往導致水印方法的魯棒性變差。零水印方法最后生成的零水印圖像是一張單獨的二值圖像，很容易被不法人員獲取。

發明內容

基于以上現有技術的不足，本發明所解決的技術問題在于提供一種結合視覺密碼和增強奇異值分解的自適應零水印方法，解決現有奇異值分解水印方法中普遍存在的虛警錯誤問題，提高水印方法的安全性，讓零水印圖像很難被不法分子獲得。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種結合視覺密碼和增強奇異值分解的自適應零水印方法，包括以下步驟：

步驟11：將原始載體圖像R進行二級離散小波變換獲得低頻逼近子帶；

步驟12：將得到的特征矩陣Q_i增強奇異值分解；

步驟13：取對角矩陣S_i的第一個奇異值作為最大奇異值，并計算個最大奇異值的均值；

步驟14：依據最大奇異值和最大奇異值的均值的大小關系生成特征向量M；

步驟15：將水印圖像W利用Arnold變換實現第一次置亂加密，得到水印圖像W₁和秘鑰K₁，再經過混沌映射對水印圖像W₁進行第二次置亂加密，得到水印圖像W₂和秘鑰K₂；