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专利号: 2016105496553
申请人: 鲁东大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2025-10-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于矩阵Schur分解的数字水印方法,其特征在于通过具体的水印预处理算法、水印嵌入算法和水印提取算法来实现的,其水印预处理算法的具体步骤描述如下:第一步:将一幅大小为 的24位原始水印图像W通过降维处理分成三个二维色彩分量水印Wn,n=1,2,3分别表示红,绿,蓝色彩分量;

第二步:将每个色彩分量水印进行基于私钥KA的Arnold变换置乱;然后,将置乱后的每个色彩分量水印中的像素依次转换为8位二进制序列并组合生成嵌入水印序列;

所述的水印嵌入算法的具体步骤描述如下:

第一步:嵌入块的选择:将彩色宿主图像H也分成三个分量图像Hm,m=1,2,3分别表示红,绿,蓝三层,并将每个分量图像Hm进一步划分为4×4大小的非重叠的图像块;同时,用公式(1)所示的基于私钥KB的随机间隔算法随机选择嵌入块;

                  (1)

其中,HT表示所有4×4非重叠的图像块数目,ST表示要选择嵌入块的数目, R、C分别表示所选块在宿主图像中的行号与列号,randinterval( )为随机间隔函数;

第二步:按照公式(2)对嵌入块Hi,j进行Schur分解获得其酉矩阵Ui,j和上三角矩阵Ti,j,此处i,j分别表示该图像块所在的行号和列号,schur( )是矩阵Schur分解函数;

(2)

第三步:根据公式(3)确定上三角矩阵Ti,j中的最大能量元素所在的位置index,从而根据公式(4)确定最大能量元素 ,其中find( )是查找函数,max( )是求最大值函数;

(3)

                               (4)第四步:根据公式(5),修改上三角矩阵Ti,j中的最大能量元素 以嵌入水印w,并得到含水印的上三角矩阵 ;

  (5)

其中,w是要嵌入的水印, 是 因嵌入水印而被修改后的结果, 是水印嵌入系数,T是水印嵌入强度,mod( )是取余函数;

第五步:利用公式(6)进行逆Schur变换,得到嵌入水印后的图像块 ;

                     (6)

第六步:重复执行水印嵌入算法的第二步到第五步,直到所有的水印信息都被嵌入完成为止;最后,将含水印的红、绿、蓝分层图像重新组合并获得含水印的图像H*;

所述的水印提取算法的具体步骤描述如下:

第一步:将含水印图像H*分成三个含水印的分量图像 ,m=1,2,3分别表示红,绿,蓝三层,并将每一个含水印的分量图像 进一步分成4×4的非重叠图像块;

第二步:利用公式(1)所示的基于私钥KB的随机间隔算法选择含水印的图像块 ;

第三步:按照公式(2)对含水印的图像块 进行Schur分解获得其酉矩阵 和上三角矩阵 ,此处i,j分别表示该图像块所在的行号和列号;

第四步:根据公式(3)确定上三角矩阵 中的最大能量元素所在的位置index,从而根据公式(4)确定最大能量元素 ;

第五步:根据公式(7),利用上三角矩阵 中的最大能量元素 提取水印信息 ,其中mod( )是取余函数;

        (7)

第六步:重复执行水印提取算法的第三步至第五步,直到提取所有的水印信息,把这些提取的信息按照每8位一组转换为十进制的像素值,然后形成分量水印 ,n=1, 2, 3分别表示红,绿,蓝三层;

第七步:将每个分量水印图像进行基于私钥KA的Arnold逆变换,然后结合成最终提取的水印W*。