基于保守超混沌系统的水印生成方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于保守超混沌系统的水印生成方法、装置、设备及介质，该方法以一种保守超混沌系统根据待生成水印图像的特征生成水印信息，将水印信息嵌入到图像。本发明专利技术属于信息安全技术领域，能够生成具有良好的不可见性的水印，同时还能保持水印良好的篡改检测定位特性。特性。特性。

【技术实现步骤摘要】
基于保守超混沌系统的水印生成方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术属于信息安全
，尤其涉及基于保守超混沌系统的水印生成方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]随着多媒体技术的飞速发展，任何人都可以使用Photoshop或照片编辑器等软件随意地修改数字媒体，如音频、视频和图像等，并且不会留下任何痕迹。在当前的网络时代中，有必要对数字媒体内容进行认证。
[0003]作为数字水印技术的一个分支，脆弱水印技术将水印信息嵌入到数字媒体文件中，以达到完整性验证和局部篡改检测的目的。
[0004]现有的脆弱水印技术存在非线性动力学特性不够复杂、不可感知性不足，以及篡改检测精度不够高的缺陷。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了基于保守超混沌系统的水印生成方法、装置、设备及介质,能够增加水印的随机特性以及提高水印的不可感知性和篡改检测精度。
[0006]本专利技术目的通过下述技术方案来实现：一种基于保守超混沌系统的水印生成方法，所述方法基于五维保守超混沌系统实现，所述五维保守超混沌系统的方程包括：；其中，为系统的状态变量，、和是系统参数，是关于变量的非线性函数，形式如下：其中，m0和m1为预设常数；所述方法包括：将待生成水印的图像预处理为生成混沌序列所需的若干图像块；将每个图像块以二进制序列表示，并根据所述五维保守超混沌系统生成混沌序列；将所述混沌序列重构成预设尺寸的矩阵，通过转置卷积计算得到水印信息；将生成的水印信息与图像块拼接生成含水印的图像块。
[0007]进一步的，所述将待生成水印的图像预处理为生成混沌序列所需的若干图像块具体包括：将原始图像填充为图像块大小的整数倍；利用所述混沌系统生成一段用于填充图像的随机混沌序列，并经过公式处理得到整数用来填充原始图像，使填充后的图像的长和宽能被r整除，其中 x为生成的混沌序列S中的值，为混沌序列S向下取整后的整数值，floor（）表示向下取整；将填充后的图像划分为的图像块。
[0008]进一步的，所述将每个图像块以二进制序列表示，并根据所述五维保守超混沌系统生成混沌序列具体包括：将所述的图像块以0和1组成的二进制序列表示，将二进制序列拆分提取为二进制数；将二进制数转换为十进制数后作为所述超混沌系统的初始值和系统参数；使用使用四阶龙格库塔方法对混沌系统求得数值解，得到迭代后的系统状态序列；从状态序列中生成混沌序列。
[0009]进一步的，所述超混沌系统的初始值和系统参数的确定规则包括：；其中，Dec表示将二进制数转换为十进制数，mod表示取模运算，DeNum
i
表示第i个
十进制数。
[0010]进一步的，所述通过转置卷积计算得到水印信息具体包括：由卷积核生成稀疏矩阵，再使用稀疏矩阵生成水印，计算公式包括：；其中，函数表示矩阵X循环左移（k
‑
1）/2位，X为稀疏矩阵，表示所述预设尺寸的矩阵的第（k+1）/2项列向量，图像块的水印信息为二进制向量，为水印值，k为1到15的奇数。
[0011]另一方面，本专利技术还提供了一种基于保守超混沌系统的水印生成装置，所述装置基于五维保守超混沌系统实现，所述五维保守超混沌系统的方程包括：；其中，为系统的状态变量，、和是系统参数，是关于变量的非线性函数，形式如下：其中，m0和m1为预设常数；所述装置包括：图像处理模块，所述图像处理模块将待生成水印的图像预处理为生成混沌序列所需的若干图像块；混沌序列生成模块，所述混沌序列生成模块将每个图像块以二进制序列表示，并根据所述五维保守超混沌系统生成混沌序列；水印计算模块，所述水印计算模块将所述混沌序列重构成预设尺寸的矩阵，通过转置卷积计算得到水印信息；水印添加模块，所述水印添加模块将生成的水印信息与图像块拼接生成含水印的图像块。
[0012]另一方面，本专利技术还提供了一种计算机设备，计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现上述的任意一种基于保守超混沌系统的水印生成方法。
[0013]另一方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现上述的任意一种基于保守超混沌系统的水印生成方法。
[0014]本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术采用五维混沌系统生成水印信息，生成水印的混沌序列具有更好的随机特性。
[0015]（2）本专利技术通过高维保守混沌系统生成与图片相关联的水印信息，利用图片信息生成混沌系统的初始值和系统参数，使得水印信息对图片的改变极其敏感，提高了水印的不可感知性和篡改检测精度。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实施例提供的基于保守超混沌系统的水印生成方法流程框图；图2是本专利技术实施例混沌序列生成流程框图；图3是本专利技术实施例水印生成流程示意图；图4是本专利技术实施例水印提取和篡改检测流程框图；图5是本专利技术实施例提供的基于保守超混沌系统的水印生成装置结构框图。
具体实施方式
[0017]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0018]基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]现有的脆弱水印技术存在非线性动力学特性不够复杂、不可感知性不足，以及篡改检测精度不够高的缺陷。
[0020]为了解决上述技术问题，提出了本专利技术基于保守超混沌系统的水印生成方法、装置、设备及介质的下述各个实施例。
[0021]实施例1本实施例提供的水印生成方法基于五维保守超混沌系统实现，具体地，本实施例中采用的五维保守超混沌系统的方程包括：；其中，为系统的状态变量，、和是系统参数，是关于变量的非线性函数，形式如下：
在本实施例中，m0=3和m1=
‑
0.2。
[0022]参照图1，如图1所示是本实施例提供的基于保守超混沌系统的水印生成方法流程框图，该方法具体包括以下步骤：步骤一：将待生成水印的图像预处理为生成混沌序列所需的若干图像块。
[0023]具体地，在对图像分块前，先将原始图像的尺寸填充为块大小为r的整数倍。r即图像块大小，一般可为任意整数；r 取值越大，不同图像块中水印信息重合的概率越小，漏警率越低。但像素块中某个像素值的篡改会导致该像素块中所有像素被判为被篡改像素，虚警率随 r 增大而增高。因此，本实施例中采用 r = 4 来平衡块大小算法检测效果的影响。
[0024]利用上述混沌系统生成混沌序列，再经过公式处理，得到整数用来填充原始图像，使填充后的图像的长和宽能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于保守超混沌系统的水印生成方法，其特征在于，所述方法基于五维保守超混沌系统实现，所述五维保守超混沌系统的方程包括：；其中，为系统的状态变量，、和是系统参数，是关于变量的非线性函数，形式如下：其中，m0和m1为预设常数；所述方法包括：将待生成水印的图像预处理为生成混沌序列所需的若干图像块；将每个图像块以二进制序列表示，并根据所述五维保守超混沌系统生成混沌序列；将所述混沌序列重构成预设尺寸的矩阵，通过转置卷积计算得到水印信息；将生成的水印信息与图像块拼接生成含水印的图像块。2.如权利要求1所述的基于保守超混沌系统的水印生成方法，其特征在于，所述将待生成水印的图像预处理为生成混沌序列所需的若干图像块具体包括：将原始图像填充为图像块大小的整数倍；利用所述混沌系统生成一段用于填充图像的随机混沌序列，并经过公式处理得到整数用来填充原始图像，使填充后的图像的长和宽能被r整除，其中 x为生成的混沌序列S中的值，为混沌序列S向下取整后的整数值，floor（）表示向下取整；将填充后的图像划分为的图像块。3.如权利要求2所述的基于保守超混沌系统的水印生成方法，其特征在于，所述将每个图像块以二进制序列表示，并根据所述五维保守超混沌系统生成混沌序列具体包括：将所述的图像块以0和1组成的二进制序列表示，将二进制序列拆分提取为二进制数；将二进制数转换为十进制数后作为所述超混沌系统的初始值和系统参数；使用使用四阶龙格库塔方法对混沌系统求得数值解，得到迭代后的系统状态序列；从状态序列中生成混沌序列。4.如权利要求3所述的基于保守超混沌系统的水印生成方法，其特征在于，所述超混沌系统的初始值和系统参数的确定规则包括：
；其中，Dec表示将二进制数转换为十进制数，mod表示取模运算，De...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵中军，杜久龙，邓雷升，唐六华，何映伟，董亚鹏，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十研究所，
类型：发明
国别省市：