一种基于小波降噪的彩色图像全息水印方法技术

本发明专利技术涉及一种基于小波降噪的彩色图像全息水印方法，通过对提取水印图进行小波降噪二值化处理，从而达到计算机准确客观的判别水印信息。首先，对原始彩色图像进行正向小波变换及光学计算全息双随机相位加密水印嵌入，得到含有水印信息的彩色图像；其次，对所得到的含有水印信息的彩色图像进行逆向小波变换及光学计算全息双随机相位解密水印提取，得到全息水印图像；然后，对全息水印图像做二维小波降噪及二值化处理，得到降噪水印图像。与现有数字水印算法相比，本发明专利技术有利于水印图像的分析与处理，为计算机准确客观的判别水印信息提供便捷，使最终水印提取图更准确。本发明专利技术可在批量鉴定水印中发挥应用价值。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，通过对提取水印图进行小波降噪二值化处理，从而达到计算机准确客观的判别水印信息。首先，对原始彩色图像进行正向小波变换及光学计算全息双随机相位加密水印嵌入，得到含有水印信息的彩色图像；其次，对所得到的含有水印信息的彩色图像进行逆向小波变换及光学计算全息双随机相位解密水印提取，得到全息水印图像；然后，对全息水印图像做二维小波降噪及二值化处理，得到降噪水印图像。与现有数字水印算法相比，本专利技术有利于水印图像的分析与处理，为计算机准确客观的判别水印信息提供便捷，使最终水印提取图更准确。本专利技术可在批量鉴定水印中发挥应用价值。【专利说明】
本专利技术涉及一种数字印刷图像版权保护的方法，尤其是一种基于小波降噪的彩 色图像全息水印方法，属于数字水印
。
技术介绍
数字水印技术作为信息隐藏技术之一，之所以能成为目前主流的数字资产保全保 护措施，在于它的安全性、隐蔽性和鲁棒性。它可以在不影响原数字内容，例如数字印刷图 像等多媒体内容的有效使用价值的条件下，将一些标识信息嵌入数字内容，从而起到保护 其版权的作用。 小波技术是近几年常用的典型数字水印算法之一，其属于变换域算法。使用小波 技术嵌入水印的隐蔽性较高，肉眼无法判别，鲁棒性也高，可有效提高水印的安全性。小波 技术不仅适用于数字水印领域，还涉猎于诸多实际应用，譬如测量、估算、去噪等，是一个很 有效的数学分析工具。 计算全息CGH(Computer-Generated Hologram)技术是一种建立在数字计算与现 代光学上的加密仿真方法。用CGH方法制作的全息图可以全面记录光波振幅与相位，具备 低噪声和高重复性的特点。CGH加密仿真技术利用计算机技术模拟整个全息的过程，使得其 加解密可以实现实时化。 双随机相位加解密技术是一种分别在空域和频域中对隐藏图像进行随机相位编 码的方法，其得到的编码图像是振幅和相位随机分布的白噪声。该方法排除了在不知密钥 的情况下对图像进行解密的可能性，保密性较高，应用较广泛。但由于使用了全息加密技 术，可发现提取的水印图存在一定的白噪声现象，不利于图像的分析和后期计算机客观判 别水印信息，因此在数字水印
，为了能完整清晰的提取水印图，采用更加全面高效 的数字水印方法还需进一步的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出，利于计算机客 观辨别水印信息，用于提高水印的稳健性和完整性，在批量鉴定水印中可以发挥应用价值。 为了实现上述目的，本专利技术采用了以下方案： -种基于小波降噪的彩色图像全息水印方法，具有以下步骤：（1)对原始彩色图 像进行正向小波变换及光学计算全息双随机相位加密水印嵌入，得到含有水印信息的彩色 图像；（2)对所得到的含有水印信息的彩色图像进行逆向小波变换及光学计算全息双随机 相位解密水印提取，得到全息水印图像；（3)对全息水印图像做二维小波降噪及二值化处 理，得到降噪水印图像。 本专利技术与现有的水印技术相比有以下优点：该方法在盲提取、采用小波变换与双 随机相位光学计算加密和变换域嵌入水印的前提下，在提取水印图像时进行小波降噪二值 化的处理。安全性高，隐蔽性好，利于计算机准确客观判别水印信息。与现有水印技术相 t匕，该技术不仅显著提高了水印的鲁棒性，而且能够让计算机更好的自动识别水印信息，在 批量鉴定水印中可以发挥应用价值。 【专利附图】【附图说明】 图1是本申请的基于小波降噪的彩色图像全息水印的嵌入流程图。 图2是图1所示的流程的嵌入水印信息的分步效果图。 图3是本申请的基于小波降噪的彩色图像全息水印的提取流程图。 图4是图3所示流程中的小波降噪二值化的效果图。 图5是水印攻击测试部分仿真效果图。 【具体实施方式】 以下结合附图对本专利技术所涉及的的 优选实施例作详尽的阐述，但本专利技术不仅限于该实施例。为了使公众对本专利技术有彻底的了 解，在以下优选实施例中进行了具体的细节说明。 本专利技术的优选实施例均在64位的Window7操作系统下，选用标准测试图Lena图 (像素为512X512)和水印图（像素为128 X 128),选用基于人眼视觉感知的通道独立性较 好的Lab颜色空间作载体，使用MATLAB2011b软件模拟而得。 本专利技术的包括水印嵌入和水印提取 两部分，首先，对原始彩色图像进行正向小波变换及光学计算全息双随机相位加密水印嵌 入，得到含有水印信息的彩色图像；然后，对含有水印信息的彩色图像进行逆向小波变换及 光学计算全息双随机相位解密水印提取，得到全息水印图像；最后，对全息水印图像做二维 小波降噪及二值化处理，得到客观可计算水印图，即降噪水印图像。 如图1所示，基于小波降噪的彩色图像全息水印嵌入流程包括有如下步骤： (1)对原始彩色图像（如图2(a)所示）做颜色空间转换，得到一个明度或亮度图 层L1(如图2(b)所示）和两个色彩信息图层A和B(如图2(c)和图2(d)所示），保留两个 色彩图层信息A和B ; (2)对明度或亮度信息图层L1做二级小波变换，得到高频子带HH2 ; (3)对原始水印图像（如图2(g)所示）做双随机相位加密，即计算全息变换，得到加密后的 加密全息图，也称为全息水印图（如图2(h)) ;(4)将所得到的全息水印图嵌入第（2)步中 得到的二级高频子带HH2,得到嵌入全息加密水印信息的高频子带HH2'，由于人眼对高频 信息敏感度不高，全息水印图又具有极高的抗噪性，所以将水印信息加权后嵌入二级小波 变换后得到的L1层的二级高频子带HH2,以此保证鲁棒性与抗噪性，同时也增加视觉的不 可见性。（5)对高频子带HH2'做逆向二级哈尔小波变换，得到含有水印信息的图层L1'（如 图2(e)所示）；(6)将上一步得到的图层L1'和第（1)步中保留的两个色彩图层信息A和 B合并，得到含有全息水印信息的彩色图像（如图2(f)所示）。 其中，步骤（2)中的二级小波变换具体包括如下步骤：（21)先对明度或亮度信息 图层L1做一次哈尔小波变换，得到四个L1层的一级频率子带，这四个一级频率子带包括一 个低频子带LL1与三个高频子带LH1、HL1和HH1 ; (22)再对所述低频子带LL1做哈尔小波 变换，得到四个L1层的二级频率子带：LL2、LH1、HL2和HH2。 下面参看图2,图2为按照图1的流程图嵌入水印信息的分步效果图。 如图2所示，图2 (a)为原始彩色图像，图2(b)为颜色空间转换后得到的明度图层 L1，图2(c)和图2(d)分别为颜色空间转换后得到的色彩信息图层A和B。图2(g)为原始 水印图像，对其做双随机相位调制计算全息加密后，生成图2(h)的全息水印图。图2(e)为 嵌入水印后经二级小波逆变换得到的明度信息图层L1'。最后，将嵌入水印的明度信息图层 L1'与先前保留的颜色信息图层A和B进行多图层合并处理，得到图2(f)的含有全息水印 的彩色数字图像。 下面参看图3,图3为本申请的基于小波降噪的彩色图像全息水印的提取流程图。 如图3所示，基于小波降噪的彩色图像全息水印提取流程包括有如下步骤： (1)对目标彩色图像（即根据图1所示的方法流程图生成的含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于小波降噪的彩色图像全息水印方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： (1)对原始彩色图像进行正向小波变换及光学计算全息双随机相位加密水印嵌入，得到含有水印信息的彩色图像； (2)对所得到的含有水印信息的彩色图像进行逆向小波变换及光学计算全息双随机相位解密水印提取，得到全息水印图像； (3)对全息水印图像做二维小波降噪及二值化处理，得到降噪水印图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玄玄，王晓红，许诗旸，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31