[發明專利]基于素數分布原理的圖像數字水印嵌入及提取方法

有效

• 申請號: 202011147666.1
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112270637B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 魏秀元;張問銀;吳勇;王九如
• 申請（專利權）人: 臨沂大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 淄博市眾朗知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 37316
• 代理人: 呂明哲

本發明涉及圖像處理和信息安全技術領域，具體涉及一種基于素數分布原理的圖像數字水印嵌入及提取方法，包括數字水印嵌入流程和數字水印提取流程；本發明有效地提高了水印圖像的視覺質量，解決了圖像完整性認證，圖像篡改檢測定位以及信息秘密傳輸的問題，提高了安全性。

技術領域

本發明涉及圖像處理和信息安全技術領域，具體涉及一種基于素數分布原理的圖像數字水印嵌入及提取方法。

背景技術

隨著互聯網和數字技術的廣泛應用，圖像共享變得極為容易和迅速。數字化產品本身的可復制性和基于網絡的廣泛傳播性，相應也帶來了許多安全隱患問題。如何保證圖像信息的完整性和機密性變得至關重要。加密只能解決數字信息內容的保密，無法解決多媒體信息的版權保護和內容認證等問題。數字水印技術是將秘密信息嵌入到宿主圖像中的技術，可以提取出來以證明合法用戶的真實性和所有權。圖像數字水印要解決的就是數字版權問題?，F有的技術絕大多數是基于離散余弦變換或小波變換，但這些變換往往本身都不夠完善，存在應用計算成本高，普適性低，嵌入容量小，安全性較差且篡改檢測效率低、定位不精確等普遍問題，亟待解決。

發明內容

為了解決上述技術問題中的不足，本發明的目的在于：提供基于素數分布原理的圖像數字水印嵌入及提取方法，具有較低的計算成本，具有良好的篡改檢測定位能力，能夠嵌入更多的信息，安全性極高，為圖像數字認定和保護提供強大的技術保護支撐。

本發明為解決其技術問題所采用的技術方案為：

所述基于素數分布原理的圖像數字水印嵌入及提取方法，包括數字水印嵌入流程和數字水印提取流程，

所述數字水印嵌入流程包括以下步驟：

步驟一，根據素數的分布規律，產生一個近似像素集PIX；

步驟二，利用Logistic混沌映射產生一個秘密序列；

步驟三，將步驟五產生的秘密序列哈希成密文，并將密文轉化為二進制序列，根據“0為偶，1為奇”的原則對應的重新定義0到255的奇偶性；

步驟四，若存在一個近似像素集PIX內所有數的奇偶性相同的情況，則優先將第一個數值替換為與其它數奇偶性不同的數；

步驟五，判斷二值水印圖像像素值w的奇偶性；

步驟六，判斷宿主圖像像素值P被重新定義后的奇偶性；

步驟七，判斷宿主圖像像素值P所包含的素數個數N的奇偶性；

步驟八，若二值水印圖像像素值w為奇，且宿主圖像像素值P被重新定義后的奇偶性和宿主圖像像素值P所包含的素數個數N的奇偶性相同，則在與P相同的PIX近似像素集中找到一個值替換P，使之奇偶性不同，否則，不對像素P執行任何操作；

步驟九，若二值水印圖像像素值w為偶，且宿主圖像像素值P被重新定義后的奇偶性和宿主圖像像素值P所包含的素數個數N的奇偶性不同，則在與P相同的PIX近似像素集中找到一個值替換P，否則，使之奇偶性相同，不對像素P執行任何操作；

所述數字水印提取流程包括以下步驟：

步驟一，判斷含水印圖像像素值P’被重新定義后的奇偶性的奇偶性；

步驟二，判斷宿主圖像像素值P’所包含的素數個數N’的奇偶性；

步驟三，若含水印圖像像素值P’被重新定義后的奇偶性和宿主圖像像素值P’所包含的素數個數N’的奇偶性相同，則提出水印的像素w’為0；

步驟四，若含水印圖像像素值P’被重新定義后的奇偶性和宿主圖像像素值P’所包含的素數個數N’的奇偶性不同，則提出水印的像素w’為1。

優選地，所述數字水印嵌入流程的步驟一的近似像素集PIX中每一組都至少含有兩個數以供替換。