基于奇异值分解与离散余弦变换的高鲁棒性水印方法技术

技术编号:6147789 阅读:227 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种基于奇异值分解与离散余弦变换的高鲁棒性水印方法,其特征在于包括以下步骤:首先,对二值水印图像进行Arnold置乱;其次,根据均方差选择需要使用离散余弦变换进行嵌入的子块;然后,为了变换域攻击的影响,使用子块的离散余弦变换系数进行水印的嵌入;最后,对未嵌入水印的区域随机选择位置进行时空域嵌入。本发明专利技术实现了二值水印嵌入灰度图像,较好地抵抗了各种时空域与变换域的攻击,为数字水印的应用提供了一个高鲁棒性的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高鲁棒性水印方法,属于图像处理与版权保护领域。
技术介绍
在隐式水印技术中,按嵌入的方法可分为时空域嵌入和变换域嵌入两大类。利用奇异值分解的水印技术在这两大类中均有涉猎,在这些利用奇异值分解的数字水印方法中,根据嵌入方法的不同,又可以将利用奇异值分解的水印嵌入分为利用奇异值矩阵的嵌入与利用奇异矢量矩阵的嵌入。因为奇异值具有的稳定性,当前绝大多数方法都是基于奇异值矩阵的嵌入。基于奇异值矩阵的嵌入方法中,又可以分为如下三类修改宿主图像从而嵌入水印图像的奇异值、修改宿主图像的奇异值从而嵌入水印图像以及修改宿主图像变换域系数的奇异值嵌入水印图像。具体存在的问题有1)修改宿主图像从而嵌入水印图像的奇异值,在嵌入时只是嵌入了代表水印图像能量的奇异值,将代表纹理与细节的左右奇异矢量矩阵作为密钥用在水印提取的过程中。 这样得到的水印图像虽然有很高的鲁棒性,但这是由于直接使用了从原始水印图像得到的左、右奇异矢量矩阵的缘故。如果按照这样的方法,在检测一幅未嵌入水印或是嵌入了其他水印的图像时,会产生十分严重的错误。2)修改宿主图像的奇异值从而嵌入水印图像,在嵌入时将水印图像嵌入了代表宿主图像能量的奇异值矩阵中,利用宿主图像奇异值的稳定性来保证水印图像的鲁棒性。这种方法在正常使用图像的时候是不存在问题的,但是在一些极端情况下,比如宿主图像的能量信息被修改之后(这在非法使用图像中是很常见的),宿主图像的奇异值会发生很大变化,从而导致水印图像无法提取。以上这些缺陷的产生都归结为一点,即利用奇异值来实现水印的嵌入,忽视了代表了图像纹理与细节的左右奇异矢量矩阵。在利用奇异矢量矩阵嵌入水印的方法中同样也存在缺陷,在修改奇异矢量矩阵时,只实现了嵌入水印的目的,但是却破坏了矩阵的列向量的标准正交性,使得修改过后的奇异矢量矩阵不再为正交矩阵。将此矩阵应用于奇异值分解的反变换得到嵌入水印后的宿主图像后,在提取水印的步骤中,还需要对宿主图像进行奇异值分解,这时得到的奇异矢量矩阵仍必须遵守奇异值分解的原则,即仍为一个正交矩阵,而在嵌入水印的步骤中对其进行的修改可能就会消失,影响了水印提取时的鲁棒性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高鲁棒性水印方法,将二值水印图像嵌入灰度宿主图像中,从而实现版权保护的目的。为解决上述技术问题,本专利技术是采取以下的技术方案来实现的一种,其特征在于,包括以下步骤权利要求1.,其特征在于,包括以下步骤(1)根据Arnold置乱的原理,将mXn大小的二值水印图像置乱;(2)将宿主图像中所有8X8的子块按均方差由大到小排列,选择排列前mXn个子块用于在变换域中嵌入水印;(3)对选择出来的子块进行离散余弦变换,获得前两个交流系数,组成2X1矩阵,利用奇异值分解嵌入水印;(4)对宿主图像中未在变换域中嵌入水印的子块,随机选择mXnXk个2X1子块用于在时空域中利用奇异值分解嵌入水印。2.根据权利要求1所述的,其特征在于在所述步骤(3)、中,将水印嵌入2X1矩阵的计算包括以下步骤(1)计算矩阵的奇异值分解,得到奇异矢量矩阵;(2)计算奇异矢量矩阵中各元素对所代表的角度值;(3)修改对应的角度值使得奇异矢量矩阵第一列两元素的绝对值之差的绝对值高于或低于某个阈值,实现嵌入目的。3.根据权利要求2所述的,其特征在于图像子块的奇异矢量矩阵中的元素被认为是某一角度的三角函数值,具体的表示如下4.根据权利要求1所述的,其特征在于在所述的步骤中,在时空域中多次嵌入水印。全文摘要本专利技术公开了一种,其特征在于包括以下步骤首先,对二值水印图像进行Arnold置乱;其次,根据均方差选择需要使用离散余弦变换进行嵌入的子块;然后,为了变换域攻击的影响,使用子块的离散余弦变换系数进行水印的嵌入;最后,对未嵌入水印的区域随机选择位置进行时空域嵌入。本专利技术实现了二值水印嵌入灰度图像,较好地抵抗了各种时空域与变换域的攻击,为数字水印的应用提供了一个高鲁棒性的方法。文档编号G06T1/00GK102156956SQ20111009793公开日2011年8月17日 申请日期2011年4月19日 优先权日2011年4月19日专利技术者吕东岳, 周龙, 徐贵力, 魏许 申请人:南京航空航天大学本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.基于奇异值分解与离散余弦变换的高鲁棒性水印方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)根据Arnold置乱的原理,将m×n大小的二值水印图像置乱;(2)将宿主图像中所有8×8的子块按均方差由大到小排列,选择排列前m×n个子块用于在变换域中嵌入水印;(3)对选择出来的子块进行离散余弦变换,获得前两个交流系数,组成2×1矩阵,利用奇异值分解嵌入水印;(4)对宿主图像中未在变换域中嵌入水印的子块,随机选择m×n×k个2×1子块用于在时空域中利用奇异值分解嵌入水印。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:吕东岳周龙徐贵力魏许
申请(专利权)人:南京航空航天大学
类型:发明
国别省市:84

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