一种图像水印嵌入与提取方法技术

本发明专利技术提供了一种图像水印嵌入与提取方法。本发明专利技术首先对原始载体图像分为ROI区域和RONI区域，选取ROI区域进行2D

【技术实现步骤摘要】
一种图像水印嵌入与提取方法


[0001]本专利技术涉及图像水印
，特别涉及一种图像水印嵌入与提取方法。

技术介绍

[0002]随着互联网的普及和数字技术的广泛应用，数字产品变得极大丰富并且传播便捷，同时版权保护问题也日益突出，促成了数字水印技术的发展。
[0003]现有的数字水印方法包含小波变换法、离散余弦变化，傅里叶变换等变换域结合矩阵分解嵌入水印方法。2019年Nejati F等人发表的文章《Fragile Watermarking for Image Authentication Using QR factorization and Fourier Transform》中提出QR分解和傅里叶变换的图像认证脆弱水印，对载体图片进行傅里叶变换后和水印图片均进行QR分解，并通过R矩阵对水印进行嵌入。上述方法均未充分利用低频细节部分及其低频细节中每一个像素，因此含水印载体图像的不可感知性和脆弱性不够理想。
[0004]针对上诉问题，考虑到图像一般分为高频部分和低频部分，高频记录了细节特征,低频记录了光影和背景等，而人眼视觉系统更聚焦于高频部分。由于小波变换能更好的分离出低频与高频部分，在分离出的低频细节中每一个像素嵌入水印信息可提高不可感知性和脆弱性，能达到对照片验证和保护的目的。因此本专利技术选取载体图像中的重点区域并在人眼视觉不敏感的低频嵌入水印，提高了不可感知性，同时实现破坏载体图像任意一个像素都会破坏水印信息。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是达到对照片验证和保护，因此提供一种图像水印嵌入与提取方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]Step1：载体图像和水印信息预处理；
[0008]将载体图像以中心处选取ROI区域（感兴趣区域），剩余为RONI区域（非感兴趣区域），对ROI区域进行2D
‑
DWT变换（二维离散小波变换）得到子带，将其中的低频子带LL进行QR分解为Qi矩阵、Ri矩阵，同时对水印图像灰度化后进行QR分解得到Qw矩阵、Rw矩阵。
[0009]Step2：水印信息嵌入载体图像；
[0010]将水印图像的Rw矩阵通过嵌入规则嵌入到载体图像的低频子带LL，得到带有水印信息的低频子带LL，将各子带进行2D
‑
IDWT变换（二维离散小波逆变换）得到ROI区域带水印图像，最后与RONI区域合并得到含水印的载体图像。
[0011]Step3：水印提取；
[0012]将含水印的载体图像以中心处选取ROI区域，对ROI区域进行2D
‑
DWT得到低频子带LL1，将低频子带LL1进行QR分解得到Qe、Re矩阵，利用反向嵌入规则提取得到水印图像。
[0013]所述Step1具体步骤为：
[0014]Step1.1：将大小为m
×
n的图像以中心处选取大小为r
×
r 的ROI区域，其余为RONI
区域，其中m≥800，n≥800，ROI区域左上角像素点坐标为（，），右上角像素点坐标为（，），左下角像素点坐标为（，），右下角像素点坐标为（，），当m=n=800时，选取整张图像均为ROI区域，且不考虑RONI区域；
[0015]Step1.2：将ROI区域进行2D
‑
DWT变换得到子带LL、LH、HL、HH。
[0016]Step1.3：将低频子带LL进行QR分解得到Qi矩阵和Ri矩阵。
[0017]Step1.4：将大小为x
×
x的水印图像由三通道变成单通道以达到灰度化，并进行QR分解得到Qw矩阵和Rw矩阵，其中x=。
[0018]所述Step2具体步骤为：
[0019]Step2.1：将水印图像的Rw矩阵通过嵌入规则Rn=Ri+αRw嵌入，其中Rn为带水印信息的低频子带，α为嵌入系数。
[0020]Step2.2：对含有水印信息的低频子带与其余子带LH、HL、HH进行2D
‑
IDWT变换得到ROI区域带水印图像。
[0021]Step2.3：将ROI区域带水印图像与RONI区域合并得到含水印的载体图像。
[0022]所述Step3具体步骤为：
[0023]将带水印的载体图像以中心处选取ROI区域，对ROI区域进行2D
‑
DWT变换得到子带LL1、HL1、HH1、LH1，将低频子带LL1子带进行QR分解得到Qe矩阵、Re矩阵，利用反向嵌入规则W=Qw
×
[(Re
‑
Ri)
÷
α]提取，其中W为提取出的水印图像。
[0024]有益效果：
[0025]本专利技术提供的图像水印嵌入与提取方法，选取载体图像中的重点区域并在人眼视觉不敏感的低频嵌入水印，使得嵌入水印后的图像对人眼具有较高的不可感知性，同时实现破坏载体图像任意一个像素都会破坏水印信息，也达到对照片验证和保护的目的，同时使得水印嵌入提取计算简单，易于实现。
附图说明
[0026]图1是本专利技术提供的一种水印嵌入与提取流程图；
[0027]图2是本专利技术载体图像及其感兴趣区域和水印图像；
[0028]图3是本专利技术无攻击嵌入水印后的载体图像及其感兴趣区域图像；
[0029]图4是本专利技术无攻击嵌入载体图像后提取的水印图像；
[0030]图5是本专利技术不同攻击嵌入水印后的载体图像及其提取的水印图像。
具体实施方式
[0031]为了使本专利技术所要解决的技术方案更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本专利技术进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0032]实施例1：一种图像水印嵌入与提取方法，具体步骤为：
[0033]如图1所示，Step1：将载体图像以中心处选取ROI区域，剩余为RONI区域，对ROI区域进行2D
‑
DWT变换得到子带，将其中的低频子带LL进行QR分解为Qi矩阵、Ri矩阵，同时对水
印图像灰度化后进行QR分解得到Qw矩阵、Rw矩阵。
[0034]Step2：将水印图像的Rw矩阵通过嵌入规则嵌入到载体图像的低频子带LL，得到带有水印信息的低频子带LL，将各子带进行2D
‑
IDWT变换得到ROI区域带水印图像，最后与RONI区域合并得到含水印的载体图像。
[0035]Step3：将含水印的载体图像以中心处选取ROI区域，对ROI区域进行2D
‑
DWT得到低频子带LL1，将低频子带LL1进行QR分解得到Qe、Re矩阵，利用反向嵌入规则提取得到水印图像。
[0036]所述Step1具体步骤为：
[0037]Step1.1：将大小为m
×
n的图像以中心处选取大小为r
×
r 的ROI区域，其余为RONI区域，其中m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像水印嵌入与提取方法，其特征在于：Step1：将载体图像以中心处选取ROI区域，剩余为RONI区域，对ROI区域进行2D
‑
DWT变换得到子带，将其中的低频子带LL进行QR分解为Qi矩阵、Ri矩阵，同时对水印图像灰度化后进行QR分解得到Qw矩阵、Rw矩阵；Step2：将水印图像的Rw矩阵通过嵌入规则嵌入到载体图像的低频子带LL，得到带有水印信息的低频子带LL，将各子带进行2D
‑
IDWT变换得到ROI区域带水印图像，最后与RONI区域合并得到含水印的载体图像；Step3：将含水印的载体图像以中心处选取ROI区域，对ROI区域进行2D
‑
DWT得到低频子带LL1，将低频子带LL1进行QR分解得到Qe、Re矩阵，利用反向嵌入规则提取得到水印图像。2.根据权利要求1所述的一种图像水印嵌入与提取方法，其特征在于，所述Step1具体步骤为：Step1.1：将大小为m
×
n的图像以中心处选取大小为r
×
r 的ROI区域，其余为RONI区域，其中m≥800，n≥800，ROI区域左上角像素点坐标为（，），右上角像素点坐标为（，），左下角像素点坐标为（，），右下角像素点坐标为（，）；Step1.2：将ROI区域进行2D
...

【专利技术属性】
技术研发人员：马迪南，杜庆治，马维，黄喜阳，龙华，邵玉斌，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：