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专利号: 2020100445443
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:2025-10-31
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种融合离散傅里叶变换的空域彩色数字图像盲水印方法,包含具体的水印嵌入和水印提取两个过程,其水印嵌入过程描述如下:第一步:对一幅大小为M×M的彩色载体图像H作降维处理,得到红、绿、蓝三个分层载体图像Hi,并将各分层载体图像Hi分为m×m的非重叠像素块,其中i=1, 2, 3分别表示红、绿、蓝三层;

第二步:对一幅大小为N×N的彩色水印图像W作降维处理,得到红、绿、蓝三个分层水印图像,同时,为了提高水印的安全性,对每个分层水印图像进行基于密钥Kai的Arnold变换得到置乱后的三个分层水印图像Wi;将分层水印图像Wi中的每个十进制像素值转换为8位二进制数,依次连接成长度为8N2的水印位序列SWi,其中i=1, 2, 3分别表示红、绿、蓝三层;

第三步:按照纵向选块顺序依次从分层载体图像Hi中选择相邻像素块A和B,其中i=1, 

2, 3分别表示红、绿、蓝三层;

第四步:根据公式(1),在空域中直接计算出像素块A和B的直流分量dfp;

                      (1)

其中,p=1, 2分别表示像素块A和B,m为像素块p的行(列)的大小,fp(x, y)为像素块p第x行第y列的像素值;

第五步:按照先后顺序依次从分层水印序列SWi中选取待嵌入水印位w;根据相邻像素块直流分量间的相似性及RGB色彩空间中的通道相关性,选用不同量化步长Ti,利用公式(2)、(3),嵌入水印信息w得到像素块p修改后的直流分量dfp*,p=1, 2分别表示像素块A和B;

        (2)

       (3)

其中,w为待嵌入水印位,avg=(df1+df2)/2,Ti为第i层的量化步长,i=1, 2, 3分别表示红、绿、蓝三层;

第六步:依据公式(4),计算像素块p修改后的像素值fp*(x, y),并用其替换原像素块p中相应位置的像素值fp(x, y),得到含水印的像素块A*和B*,其中p=1, 2;

             (4)

第七步:将含水印像素块A*和B*分别更新到其在分层载体图像Hi中的相应位置,其中i=

1, 2, 3分别表示红、绿、蓝三层;

第八步:重复执行本过程的第三步到第七步,直到所有的水印信息都被嵌入完成为止,由此得到含水印的分层载体图像Hi*,其中i=1, 2, 3分别表示红、绿、蓝三层;

第九步:组合三层含水印的分层载体图像Hi*得到含水印的彩色载体图像H*,其中i=1, 

2, 3分别表示红、绿、蓝三层;

其水印提取过程描述如下:

第一步:通过降维处理将含水印载体图像H*分成红、绿、蓝三个含水印的分层载体图像Hi*;同时,将每个含水印的分层载体图像Hi*分成大小为m×m的非重叠像素块,其中i=1, 2, 

3分别表示红、绿、蓝三层;

第二步:按照纵向选块顺序依次从含水印分层载体图像Hi*中选择相邻的含水印像素块A*和B*,其中i=1, 2, 3分别表示红、绿、蓝三层;

* * *

第三步:根据公式(5),在空域中直接计算出含水印像素块A 和B的直流分量dfp ;

                   (5)

* * *

其中,p=1, 2分别表示含水印像素块A 和B ,m为含水印像素块p的行(列)的大小,fp (x, y)为含水印像素块p第x行第y列的像素值;

第四步:根据含水印像素块A*和B*的直流分量dfp*之间的大小关系,利用公式(6)从含水印像素块A*和B*中提取水印位w*,其中p=1, 2;

             (6)

第五步:重复执行本过程的第二步到第四步,得到提取的二进制水印序列SWi*,然后,依次将SWi*中每8位二进制信息划分为一组并转换成十进制的像素值,最终形成提取的分层水印图像,其中i=1, 2, 3分别表示红、绿、蓝三层;

第六步:对提取的分层水印图像进行基于密钥Kai的逆Arnold变换,获得提取的分层水印图像Wi*,其中i=1, 2, 3分别表示红、绿、蓝三层;

第七步:组合提取的分层水印图像Wi*形成最终的提取水印图像W*,其中i=1, 2, 3分别表示红、绿、蓝三层。