数字水印嵌入、提取和量化步长协调因子优化方法及装置制造方法及图纸

数字水印嵌入、提取和量化步长协调因子优化方法及装置。一种数字水印的嵌入方法实施例，包括：将待嵌入数字水印的图像分割成预定大小的图像子块；对图像子块执行ＤＣＴ，将ＤＣＴ后的结果执行ＳＶＤ，获取ＳＶＤ后的图像子块的分块奇异值向量；计算纹理掩蔽参数，获取亮度掩蔽参数，根据图像子块的量化步长协调因子和亮度掩蔽参数、纹理掩蔽参数计算图像子块的自适应量化步长；根据图像子块的自适应量化步长和分块奇异值向量进行量化，获取量化值；根据量化值和数字水印信息进行修订，获取含有数字水印信息的修订值；利用含有数字水印信息的修订值得到嵌入数字水印的图像。本发明专利技术实施例实现数字水印方法的不可见性和鲁棒性的平衡。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字水印
，尤其涉及一种数字水印嵌入、提取和量 化步长协调因子优化方法及装置。
技术介绍
随着多媒体技术和计算机网络技术的普及和飞速发展，作为载体的多媒 体信息(数字图像、数字视频以及三维模型等)越来越容易被非法的复制、 篡改和传播。为了有效地保护多媒体信息版权和多媒体信息内容的完整性成 为人们日益关注的问题，数字水印技术应运而生，成为解决上述问题的有效 方法。数字水印技术是一种信息隐藏技术，它通过一定的算法在数字化的多媒 体信息中嵌入某些能证明版权归属的信息或跟踪侵权行为的信息。嵌入的信 息通常是不可见的，不影响原始多媒体信息的可观性和完整性，只有通过专 用的检测器或阅读器才能提取。数字水印具有以下主要特性不可见性指的是原始多媒体信息中嵌入数字水印不会引起明显的降质， 并且不易^皮察觉。鲁棒性是指嵌入数字水印的多+某体信息在经历多种无意或有意的信号 处理过程后，数字水印仍能保持多媒体信息的完整性或多媒体信息仍能被准 确鉴别。可能的信号处理过程包括信道噪声、滤波、数/模与模/数转换、重采 样、剪切、位移、尺度变化以及有损压缩编码等。现有的数字水印方法中，根据数字水印嵌入的位置，数字水印方法包括 变换^或方法。离散余弦变才灸(discrete cosine transform, DCT )是一种重要的 变换域方法，图像奇异值分解(singular value decomposition, SVD )能反应图 像内部特征并对图像处理具有较好的稳定性，因此基于DCT-SVD的数字水印 方法不断净皮提出。DCT-SVD数字水印方法中一般采用量化处理，所谓的量化是指所要处理 的数据除以相应的步长，再取整；量化步长是指用于数字水印方法中进行量 化处理的相应的步长。对于基于量化的DCT-SVD数字水印方法，量化步长的 选取是实现数字水印的不可见性和鲁棒性平衡的关4建，因为量化步长越大， 数字水印的鲁棒性越好，不可见性却越差；反之，量化步长越小，数字水印 的鲁棒性越差，不可见性却越好。现有技术中，有的DCT-SVD数字水印方法中量化步长的选取是固定的， 不能自适应的选取量化步长，所以不能根据图像信息不同位置的不可见性和 鲁棒性的不同选取自适应量化步长，不能更好的实现数字水印方法的不可见 性和鲁棒性的平衡。现有技术中，有的DCT-SVD数字水印方法虽然能够自适应的选取量化步 长，如利用采样人工智能的方法或者利用网格搜索的方法来确定自适应量化 步长，但是这些数字水印方法却没有结合人类视觉系统(HVS， Human Visual System)实现自适应量化步长的选取，使得这些数字水印方法的自适应性不字水印的不可见性受背景亮度、背景的紋理复杂性、背景和数字水印的空间 频率等因素的影响，而人类视觉系统具有对这些信息敏感感知的特性，所以 不结合人类视觉系统的数字水印方法不能根据图像信息不同位置的人类视觉 特性实现更好的自适应量化步长的选取，因此不能更好的实现数字水印方法 的不可见性和鲁棒性的平衡。从上述可以看出，现有技术中基于量化的DCT-SVD数字水印方法不能根 据图像信息不同位置的特点选取自适应量化步长，不能更好的实现数字水印 方法的不可见性和鲁棒性的平衡。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供数字水印嵌入、提取和量化步长协调因子优 化方法及装置，实现数字水印方法的不可见性和鲁棒性的平衡。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供数字水印嵌入、提取和量化步长协调因子方法及装置是这样实现的 一种数字水印嵌入方法，包括将待嵌入数字水印的图像分割成预定大小的图像子块；对所述图像子块执行离散余弦变换DCT,将DCT后的结果执行奇异值分 解SVD,获取经过SVD后的所述图像子块的分块奇异值向量；从DCT后的结果中获取亮度掩蔽参数，根据DCT后的结果计算紋理掩 蔽参数，根据对应图像子块的量化步长协调因子和所述亮度掩蔽参数、紋理 掩蔽参数计算所述图像子块的自适应量化步长；根据所述图像子块的自适应量化步长和分块奇异值向量进行量化，获取 量化值；根据所述量化值和原始数字水印信息进行修订，获取嵌入数字水印信息 的》务订Y直；利用所述嵌入数字水印信息的修订值得到嵌入数字水印的图像。优选地，所述方法中，所述将待嵌入数字水印的图像分割成预定大小的 图像子块之前进一步包括对原始数字水印信息执行扩展置乱预处理。优选地，所述方法中，所述对原始数字水印信息执行扩展置乱预处理包括对原始数字水印信息采用Arnold变换扩展置乱预处理。优选地，所述方法中，所述根据所述图像子块的自适应量化步长和分块 奇异值向量进行量化包括根据所述图像子块的自适应量化步长和奇异值向量的F范数力。1的值进 行量化。优选地，所述方法中，所述根据所述量化值和数字水印信息进行修订包括根据所述量化值的奇偶性和原始数字水印位信息修订所述量化值。一种数字水印提取方法，包括将嵌入数字水印的图像分割成预定大小的图像子块；对所述图像子块执行离散余弦变换DCT,将DCT后的结果执行奇异值分 解SVD,获得经过SVD后的所述图像子块的分块奇异值向量；从DCT后的结果中获取亮度掩蔽参数，根据DCT后的结果计算紋理掩 蔽参数，根据对应图像子块的量化步长协调因子和所述亮度掩蔽参数、紋理 掩蔽参数计算所述图像子块的自适应量化步长；根据所述图像子块的自适应量化步长和分块奇异值向量进行量化，获取 量化值；根据量化值提取数字水印位信息，获取数字水印信息。优选地，所述方法中，如果所述嵌入数字水印的图像中的原始数字水印 信息执行了扩展置乱预处理，所述根据量化值提取数字水印位信息之后进一 步包括对所述数字水印位信息执行反扩展置乱预处理。优选地，所述方法中，所述对所述数字水印位信息执行反扩展置乱预处 理包括对数字水印信息采用Arnold变换反扩展置乱预处理。优选地，所述方法中，所述根据所述图像子块的自适应量化步长和分块 奇异值向量进行量化包括根据所述图像子块的自适应量化步长和奇异值向量的F范数加1的值进 行量化。优选地，所述方法中，所述4艮据量化值提取数字水印位信息包括 才艮据所述量化值的奇偶性提取数字水印位信息。 一种量化步长协调因子优化方法，包括ii定义并随机初始化粒子群，所述粒子群中的粒子为量化步长协调因子；根据随机初始化后的量化步长协调因子生成嵌入数字水印的图像，包括将待嵌入数字水印的图像分割成预定大小的图像子块；对所述图像子块执行离散余弦变换DCT,将DCT后的结果执行奇异值分 解SVD,获取经过SVD后的所述图像子块的分块奇异值向量；从DCT后的结果中获取亮度掩蔽参数，根据DCT后的结果计算紋理掩 蔽参数，根据所述量化步长协调因子和所述亮度掩蔽参数、紋理掩蔽参数计 算所述图像子块的自适应量化步长；根据所述图像子块的自适应量化步长和分块奇异值向量进行量化，获取 量化值；根据所述量化值和原始数字水印信息进行修订，获取嵌入数字水印信息 的》f订^f直；利用所述嵌入数字水印信息的修订值得到嵌入数字水印的图像；计算所述嵌入数字水印的图像和待嵌入数字水印的图像的归 一相关系数；对所述嵌入数字水印的图像进行图像攻击；提取经过图像攻击的数字水印信息，包括将嵌入数字水印的图像分割成预定大小的图像子块；对所述图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字水印嵌入方法，其特征在于，包括：　将待嵌入数字水印的图像分割成预定大小的图像子块；　对所述图像子块执行离散余弦变换ＤＣＴ，将ＤＣＴ后的结果执行奇异值分解ＳＶＤ，获取经过ＳＶＤ后的所述图像子块的分块奇异值向量；　从Ｄ ＣＴ后的结果中获取亮度掩蔽参数，根据ＤＣＴ后的结果计算纹理掩蔽参数，根据对应图像子块的量化步长协调因子和所述亮度掩蔽参数、纹理掩蔽参数计算所述图像子块的自适应量化步长；　根据所述图像子块的自适应量化步长和分块奇异值向量进行量化，获取量 化值；　根据所述量化值和原始数字水印信息进行修订，获取嵌入数字水印信息的修订值；　利用所述嵌入数字水印信息的修订值得到嵌入数字水印的图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建明，刘冬梅，朱少敏，
申请(专利权)人：国网信息通信有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]