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专利号: 2017112212048
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:

1.一种融合QR分解的空频域彩色图像盲水印方法,其特征在于通过具体的水印嵌入过程和提取过程来实现的,其水印嵌入过程描述如下:第一步:数字水印的预处理:首先,将大小为N×N的三维彩色图像数字水印W依照红、绿、蓝三基色的顺序分成3个二维分层水印图像Wi;然后,将每个分层水印图像进行基于Kai的Arnold 置乱变换,且将每个十进制数表示的像素用8位二进制数表示,并依次连接形成长度为8N2的分层水印序列SWi,其中i=1, 2, 3, 分别表示红、绿、蓝三层;

第二步:获取宿主图像的嵌入块:将大小为M×M原始宿主图像H分成3个分层宿主图像Hi 2

;同时,把每一个分层宿主图像Hi分成大小为m×m的图像块;根据分层水印信息长度8N ,利用基于密钥Kbi的伪随机置乱算法在分层宿主图像Hi中选择合适位置的图像块,以提高水印抗剪切攻击的鲁棒性,其中8N2<=(M×M)/ (m×m) , i=1, 2, 3,分别表示红、绿、蓝三层;

第三步:选取一个图像块A,不需要经过真正的QR分解,而是按照公式(1)在空域中直接求出该图像块经过QR分解后其上三角矩阵R中第一行第一列元素 ;

(1)

其中, 表示向量的2-范数,A1表示图像块A中第一个列向量;

第四步:从分层水印序列SWi中按先后顺序取出一个嵌入水印信息 ,依据该嵌入水印信息及公式(2)、(3),在空域中计算当将该水印信息量化嵌入到第一行第一列元素 上时,将得到的两个极限值 与 ;

   (2)

  (3)

其中,floor(.)是向下取整函数,T是量化步长;

第五步:依据公式(4),获得元素 在嵌入水印 后的结果 ;

       (4)

其中,abs(.) 是绝对值函数;

第六步:依据公式(5),计算在图像块A第一个列向量A1的所有元素中嵌入水印后的结果并替换原有相应元素,这样在空域中通过修改该图像块QR分解后其上三角矩阵第一行第一列元素 来嵌入水印信息 ,此时在空域中得到真正含水印的图像块 ;

                       (5)其中, , 分别表示嵌入水印前后图像块A中第一个列向量A1中各个元素的值,, m是嵌入图像块的宽度或高度尺寸;

第七步:重复执行上述第三步到第六步,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图像 ;

其水印提取过程描述如下:

第一步:将含水印图像 分成3个分层含水印图像 ,其中i=1, 2, 3,分别表示红、绿、蓝三层,并将每一分层含水印图像 进一步分成m×m的非重叠图像块;

第二步:在分层含水印图像 中,利用上述水印嵌入过程中所提到的基于密钥Kbi的伪随机置乱算法选择图像块;

第三步:选取一个图像块 ,在空域中利用公式(6)计算其QR分解后其上三角矩阵第一行第一列元素 ;

(6)

其中, 表示向量的2-范数, 是图像块 中第一个列向量;

第四步:利用公式(7),提取图像块 中所含有的水印 ;

            (7)

其中,mod( .)是求余函数, T为量化步长;

第五步:重复执行第三步、第四步,提取每层二进制水印序列 , 然后每8位二进制信息为一组转换成十进制的像素值,其中i=1, 2, 3, 分别表示红、绿、蓝三层;

第六步:对转化后的每层十进制像素执行基于密钥Kai的逆Arnold变换并获得分层水印,其中i=1, 2, 3, 分别表示红、绿、蓝三层;

第七步:组合分层水印 形成最终的提取水印 。