基于Arnold置乱的二维码数字水印及其卷积修复方法技术

本发明专利技术涉及数字水印技术领域，具体是基于Arnold置乱的二维码数字水印及其卷积修复方法。包括图像预处理模块、水印嵌入和水印提取模块、卷积修复模块；具体步骤如下：载体图像预处理；水印图像预处理；Arnold置乱；水印嵌入；水印提取；定义卷积核为矩阵S

【技术实现步骤摘要】
基于Arnold置乱的二维码数字水印及其卷积修复方法


[0001]本专利技术涉及数字水印
，具体是基于Arnold置乱的二维码数字水印及其卷积修复方法。

技术介绍

[0002]元宇宙时代的到来，使得数字艺术品(如数字版画)的版权保护愈发重要，如何利用技术手段对其进行法律规制刻不容缓。传统的版权保护手段主要有加密技术和明水印技术，但加密技术只提供图像传输过程的保护，限制了数字版画的传播和推广，并且一旦解密，数字版画的安全性无法得到进一步保证；而明水印技术由于其水印信息的可见性，用以证明版权所有的水印信息容易被盗版侵权者抹去。而数字水印技术很好地解决了这些问题，它利用人类视觉系统在感知上的局限性，通过在公开的数字图像上嵌入隐秘水印信息，使水印具有一定的隐秘性和鲁棒性，从而达到版权保护的目的。
[0003]近几年来，数字水印算法层出不穷，基于二维码水印的数字水印算法能够提高算法的信息嵌入量，但此类算法仍存在鲁棒性不强的问题。为此，本专利技术针对此问题提出结合Arnold置乱进行二维码水印信息的嵌入，并在提取水印的过程中，利用卷积方法对二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于Arnold置乱的二维码数字水印及其卷积修复方法，其特征在于：包括图像预处理模块、水印嵌入和水印提取模块、卷积修复模块；具体步骤如下：步骤1：载体图像预处理；步骤2：水印图像预处理；步骤3：Arnold置乱；为了消除水印图像像素之间的空间相关性，增强水印图像抗裁剪等图像攻击的鲁棒性，对水印图像进行Arnold置乱；Arnold置乱可以看作是裁剪和拼接的过程，通过此过程将数字水印图像矩阵中的像素点位置重新排列，Arnold置乱定义如下：其中，(x
i+1
，y
i+1
)为(x
i
，y
i
)Arnold迭代一次后的像素点坐标，i∈{1，2，...，k}表示第i次迭代；水印数字矩阵像素点原位置(x，y)经过k次Arnold迭代后，对应像素点新位置为(x
*
，y
*
)，即WM
*
(x
*
，y
*
)＝WM(x，y)；水印数字矩阵像素点原位置(x，y)与新位置为(x
*
，y
*
)为一一对应关系，不存在重复；值得注意的是，随着迭代次数k的增加，图像会渐趋混乱，但由于离散数字图像为有限点集，迭代次数达到一个周期后将恢复为原图，Arnold置乱的周期与矩阵阶数N有关，因此迭代次数k值的选取尤为关键，一般取半周期；步骤4：水印嵌入；步骤5：水印提取；步骤6：定义卷积核为矩阵S
n
＝(S
ij
)
7n
×
7n
，其中满足条件:步骤7：由二维码的排列规律可知，除了三个定位点以外，不存在其它区域与定位点的像素点完全相同，故可用卷积核对其进行卷积运算从而确定二维码在水印中的位置；给定k个卷积核S2,
…
,S
k+1
与被提取的水印图像W
′
，且假定其中n为水印的像素宽度，该条件是显然的，否则将会比二维码的定位点长宽的二倍小，即无法容下一个二维码；步骤8：对于每一个卷积核S
k
，定义矩阵:P
k
＝(P
ij
)
n
‑
7k+1,n
‑
7k+1
，其中然后只需要对于任意的k，求出所有P
k
中的前3个最小值，即可得到二维码3个定位点的位置信息和二维码每个黑白点对应的像素大小；步骤9：得到二维码的定位点后，因为其像素点信息已知，故可直接对二维码的定位点进行修复；另外，由于二维码的每一个黑白点相对于定位点的位置易知，故可以求得其的具体位置，然后通过三种不同的方法对其进行修复，即对二维码的每一个黑白点，采用三个阈值:σ1,σ2,σ3，若该区域中黑点个数多于σ
i
，则判定其该黑白点为黑；最后对比三个不同阈值的效果并去最好的一个作为结果；对于n阶卷积核，本文中取阈值σ1＝n2‑
1,σ2＝n2‑
2,2.根据权利要求1所述的基于Arnold置乱的二维码数字水印及其卷积修复方法，其特征在于：所述载体图像预处理的具体内容为：设原始载体图像为大小为a
×
b
×
3的8位彩色图像，可将其分为RGB红、绿、蓝三个通道；考虑到大部分数字版画的主要作图区域为图像中心区域，盗版侵权者往往不会对此类区域进行攻击破坏，因此选择位于原始载体图像中间...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔倍荣，吴昊，罗劭颉，何志坚，朱远鹏，姚文琦，
申请(专利权)人：姚文琦，
类型：发明
国别省市：