基于置乱加密二维码的SAR图像数字水印生成与解析方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于置乱加密二维码的SAR图像数字水印生成与解析方法及装置，包括以下步骤：步骤S10：读取原始SAR图像作为目标图像；步骤S20：生成二维码图像作为二维码水印图像；步骤S30：将二维码水印图像中像素点位置坐标进行置乱；步骤S40：采用像素位置变换对经置乱处理后的二维码水印图像进行加密处理；步骤S50：将经加密处理后的二维码水印图像嵌入目标图像中以完成SAR图像数字水印生成。与现有技术相比较，本发明专利技术采用二维码作为水印图像，从而提高抗噪声性能；同时通过对二维码水印图像进行置乱加密处理，从而有效提高了水印的保密性、防伪性、安全性。

Method and Device for Generating and Analyzing SAR Image Digital Watermarking Based on Scrambling Encrypted Two-Dimensional Code

The invention discloses a method and device for generating and parsing digital watermarking of SAR images based on scrambled encrypted two-dimensional codes, which includes the following steps: 0: reading original SAR images as target images; 20: generating two-dimensional coded images as two-dimensional coded watermarking images; 0: scrambling the coordinates of pixel positions in two-dimensional coded watermarking images; and 40: adopting pixel positions. Set transform encrypts the scrambled two-dimensional code watermarking image; Fifth, embedding the encrypted two-dimensional code watermarking image into the target image to complete the digital watermarking generation of SAR image. Compared with the existing technology, the present invention adopts two-dimensional code as the watermarking image, thereby improving the anti-noise performance; at the same time, through scrambling and encrypting the two-dimensional code watermarking image, it effectively improves the security, anti-counterfeiting and security of the watermarking.

【技术实现步骤摘要】
基于置乱加密二维码的SAR图像数字水印生成与解析方法及装置
本专利技术涉及二维码数字水印
，尤其涉及一种基于置乱加密二维码的SAR图像数字水印生成与解析方法及装置。
技术介绍
合成孔径雷达(SAR，SyntheticApertureRadar)是一种主动式微波成像雷达，其利用合成孔径原理和脉冲压缩技术，以真实的小孔径天线获得方位向和距离向上双向高分辨率的SAR遥感图像(习惯上可简称为：SAR图像)。它工作在微波波段，在黑夜中也能工作，发射的微波还可以穿透云、雨、雾、霾层，不受恶劣气象、光照条件的限制，其搭载在卫星或飞机上，具有全天候、全天时、高分辨率的遥感成像观测能力，其技术优势是可见光、高光谱及其它遥感方式无法比拟的。目前，遥感应用正在朝着商业化的方向发展，国外有些机构可以商业化组织卫星的发射、运营、遥感数据的出售等，SAR遥感图像不仅在国外是有价发售的，在国内诸如我国的环境卫星系列、高分卫星系列都可向社会提供SAR遥感图像数据。与此同时，版权保护、信息安全等问题显得尤为重要。由于SAR雷达成像时本身具有的相干成像特点，使得SAR图像中含有大量相干斑噪声，如果采用现有技术常规的水印图像(如某机构的名称文字、Logo图案等)，其抗噪声性能较差，实际使用效果不佳。随着网络技术、物流技术、数字化产品等的发展应用，数字水印技术得到了日益重视，其已成为保护信息安全、实现防伪溯源、版权保护等的有效方法。数字水印(DigitalWatermarking)技术是将一些标识信息(即数字水印)直接嵌入数字载体当中(包括图像、音频、视频、文档等)或是间接表示(修改特定区域的结构)，且不影响原载体的使用价值，也不容易被探知和再次修改，但可以被生产方识别和辨认。通过这些隐藏在载体中的信息，可以达到确认内容创建者、购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改等目的。随着信息编码技术的发展，二维码的应用日益广泛，但是目前二维码大多采用公开的编码模式，容易被仿造，这对二维码的应用领域造成了一定限制，因此研究安全、可靠、具有高保密性的二维码应用方法就显得尤为重要。将二维码与数字水印技术相结合，在保护信息安全、防伪溯源、版权保护等应用领域有利于发挥两者的优势，现已有多种利用二维码数字水印图像实现相关功能的案例。例如：专利号CN102005026A，该专利在水印的嵌入过程中采用离散小波变换(DWT)、QR码(即QR型二维码)编码、混沌处理、元胞自动机嵌入水印信息；在提取水印时采用元胞自动机盲提取水印、逆混沌处理、QR码解码得到原始水印图像。专利号CN105389708A，该专利为一种基于数字水印和二维码结合的防伪方法及其验证方法，主要是在防伪二维码生成时在其编码信息中加入第一数字水印，然后将防伪二维码输出为图像，并在该图像中嵌入第二数字水印，利用第一、第二数字水印的关联性验证商品的真伪。然而，上述技术方案在抗噪声性能及水印的保密性、防伪性、安全性仍有待进一步提高。故，针对现有技术的缺陷，实有必要提出一种技术方案以解决现有技术存在的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种基于置乱加密二维码的SAR图像数字水印生成与解析方法及装置，采用二维码水印图像并进行置乱、加密处理后嵌入到SAR图像中，通过按照既定的置乱、加密时的规则进行其逆过程处理，可从已嵌入水印图像的SAR图像中提取、恢复出二维码图像。由于二维码本身具有很强的纠错能力，在SAR图像中含有大量相干斑噪声情况下仍然能够满足抗噪性的要求；同时通过对二维码水印图像进行置乱加密处理有效提高了水印的保密性、防伪性、安全性。为了解决现有技术存在的技术问题，本专利技术的技术方案如下：基于置乱加密二维码的SAR图像数字水印生成方法，包括以下步骤：步骤S10：读取原始SAR图像作为目标图像；步骤S20：生成二维码图像作为二维码水印图像；步骤S30：将二维码水印图像中像素点位置坐标进行置乱；步骤S40：采用像素位置变换对经置乱处理后的二维码水印图像进行加密处理；步骤S50：将经加密处理后的二维码水印图像嵌入目标图像中以完成SAR图像数字水印生成。作为优选的技术方案，还包括对目标图像和二维码水印图像进行尺寸调整的步骤。作为优选的技术方案，其中，将目标图像放大调整为与其原始尺寸最为接近的正方形SAR图像；以及将二维码水印图像的尺寸调整为调整后目标图像尺寸的一半。作为优选的技术方案，在所述步骤S2中，当二维码水印图像为非二值图像，先将其转换为二值图像。作为优选的技术方案，在所述步骤S3中，采用如下Arnold置乱公式对二维码水印图像进行一重或多重Arnold置乱；Arnold变换公式为：其中，a、b、n、N为图像Arnold置乱与逆置乱恢复的共同参数，a和b是参数，n是变换次数，N是图像的行数或列数，(xn+1，yn+1)是像素点(xn，yn)进行变换后的坐标。作为优选的技术方案，在所述步骤S4中，对经置乱处理后的二维码水印图像进行一重或多重加密处理，其中，加密处理采用行列调换、旋转、翻转、镜像或转置中一种或多种像素位置变换组合实现。作为优选的技术方案，在所述步骤S5进一步包括：步骤S501：对目标图像进行分块并对各分块进行DCT变换后获得其DCT系数；步骤S502：根据二维码水印图像逐个像素的二值性选择不同的嵌入系数的取值并按照设定的公式更新目标图像每个分块DCT变换域中的DCT系数；步骤S503：再对上述DCT系数更新后的分块逐个进行DCT逆变换后将各分块重新组成SAR图像。本专利技术还公开了一种基于置乱加密二维码的SAR图像数字水印生成装置，包括目标图像读取模块、二维码水印图像生成模块、置乱模块、加密模块和嵌入模块，其中，所述目标图像读取模块用于读取原始SAR图像作为目标图像；所述二维码水印图像生成模块用于生成二维码图像作为二维码水印图像；所述置乱模块用于将二维码水印图像中像素点位置坐标进行置乱；所述加密模块用于采用像素位置变换对经置乱处理后的图像进行加密处理；所述嵌入模块用于将经加密处理后的二维码水印图像嵌入目标图像中以完成SAR图像数字水印生成。本专利技术还公开了一种基于置乱加密二维码的SAR图像数字水印解析方法，包括以下步骤：步骤S100：读取原始目标图像和已嵌入水印SAR图像；步骤S200：根据原始目标图像从已嵌入水印SAR图像中分离出嵌入在其中的二维码水印图像；步骤S300：按照约定的方式对二维码水印图像进行像素位置逆变换以完成解密处理；步骤S400：按照约定的方式将解密处理后的二维码水印图像中像素点位置坐标进行逆置乱以完成二维码水印图像的解析。本专利技术还公开了一种基于置乱加密二维码的SAR图像数字水印解析装置，包括图像读取模块、二维码水印图像分离模块、解密模块和逆置乱模块，其中，所述读取模块用于读取原始目标图像和已嵌入水印SAR图像；所述二维码水印图像分离模块用于根据原始目标图像从已嵌入水印SAR图像中分离出嵌入在其中的二维码水印图像；所述解密模块用于按照约定的方式对二维码水印图像进行像素位置逆变换以完成解密处理；所述逆置乱模块用于按照约定的方式将解密处理后的二维码水印图像中像素点位置坐标进行逆置乱以完成二维码水印图像的解析。与现有技术相比较，本专利技术采用二维码作为水印图像，从而提高抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于置乱加密二维码的SAR图像数字水印生成方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S10：读取原始SAR图像作为目标图像；步骤S20：生成二维码图像作为二维码水印图像；步骤S30：将二维码水印图像中像素点位置坐标进行置乱；步骤S40：采用像素位置变换对经置乱处理后的二维码水印图像进行加密处理；步骤S50：将经加密处理后的二维码水印图像嵌入目标图像中以完成SAR图像数字水印生成。

【技术特征摘要】
1.基于置乱加密二维码的SAR图像数字水印生成方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S10：读取原始SAR图像作为目标图像；步骤S20：生成二维码图像作为二维码水印图像；步骤S30：将二维码水印图像中像素点位置坐标进行置乱；步骤S40：采用像素位置变换对经置乱处理后的二维码水印图像进行加密处理；步骤S50：将经加密处理后的二维码水印图像嵌入目标图像中以完成SAR图像数字水印生成。2.根据权利要求1所述的基于置乱加密二维码的SAR图像数字水印生成方法，其特征在于，还包括对目标图像和二维码水印图像进行尺寸调整的步骤。3.根据权利要求1所述的基于置乱加密二维码的SAR图像数字水印生成方法，其特征在于，其中，将目标图像放大调整为与其原始尺寸最为接近的正方形SAR图像；以及将二维码水印图像的尺寸调整为调整后目标图像尺寸的一半。4.根据权利要求1或2所述的基于置乱加密二维码的SAR图像数字水印生成方法，其特征在于，在所述步骤S2中，当二维码水印图像为非二值图像，先将其转换为二值图像。5.根据权利要求3所述的基于置乱加密二维码的SAR图像数字水印生成方法，其特征在于，在所述步骤S3中，采用如下Arnold置乱公式对二维码水印图像进行一重或多重Arnold置乱；Arnold变换公式为：其中，a、b、n、N为图像Arnold置乱与逆置乱恢复的共同参数，a和b是参数，n是变换次数，N是图像的行数或列数，(xn+1，yn+1)是像素点(xn，yn)进行变换后的坐标。6.根据权利要求1或2所述的基于置乱加密二维码的SAR图像数字水印生成方法，其特征在于，在所述步骤S4中，对经置乱处理后的二维码水印图像进行一重或多重加密处理，其中，加密处理采用行列调换、旋转、翻转、镜像或转置中一种或多种像素位置变换组合实现。7.根据权利要求1或2所述的基于置乱加密二维码的SAR图像数字水印生成方法，其特征在于，在所述步骤S5进一步包括：步骤S501：对目标图像进行分块...

【专利技术属性】
技术研发人员：王珂，李智，闫洪涛，李光远，王春晓，张建华，杨红卫，晁永阳，王锦涛，张定文，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：河南,41