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一种具有多重密钥的数字图像零水印嵌入和提取方法技术

技术编号:7844457 阅读:372 留言:0更新日期:2012-10-13 02:37
本发明专利技术公开了一种具有多重密钥的数字图像零水印嵌入和提取方法,嵌入水印时其从原始数字图像自身不同的特征信息中构造出多重水印密钥,然后分别与待嵌入的实际数字水印相结合形成多重零水印信息后注册到数字水印信息数据库中,提取水印时是利用待测数字图像自身不同的特征信息中构造出多重水印密钥,再结合多重零水印信息实现提取;本发明专利技术不仅使得嵌入的数字水印处于多重保护之下,有效提高了数字水印的安全性,而且保证了原始数字图像的质量没有任何下降,同时充分结合和利用了各种变换域的特点,实现了具有优异鲁棒性能的抗常规图像处理攻击的数字水印嵌入和提取方法,因此很好地平衡了数字水印的鲁棒性和不可觉察性之间的矛盾。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种信息安全领域中的数字水印技术,尤其是涉及。
技术介绍
随着计算机网络和多媒体技术的迅速发展,数字媒体例如数字图像、数字音频、数字视频等的存贮、传输和处理变得越来越频繁和便捷,这一方面促进了人类信息的共享,推动了社会的进步,但随之而来的数字媒体的安全、版权的保护和内容的认证等方面问题也变得日益突出。作为当前数字媒体信息安全领域的研究热点,数字水印技术已被广泛用于 数字媒体产品的版权保护和内容认证,它通过将包含作者、所有者、发行者或合法使用者具有版权保护和内容认证的某种或几种特征信息例如签名、版权标志、序列号、日期或图标等作为数字水印嵌于数字媒体产品中,从而可以跟踪、鉴别非法复制和盗用的数字媒体产品,进而保护数字媒体产品的合法拷贝和传播。传统的数字水印技术是通过对原始数字媒体空域数据或变换域系数进行一定的修改来实现数字水印的嵌入,因此不可避免地存在着水印鲁棒性和不可觉察性之间的矛盾。近几年来,零水印技术方案的提出极大地缓解了这一矛盾,成为数字水印技术中一个新的研究方向。零水印技术方案的基本思想是通过数字媒体产品自身的特征信息构造出水印密钥,再与实际数字水印结合形成相关零水印信息后注册到知识产权水印信息数据库中。显然,它突破了“向数字媒体中嵌入水印”才能实现版权保护或内容认证等功能的常规思想。由于零水印技术方案中的数字水印是注册到知识产权水印信息数据库中,而不是嵌入到数字媒体中的,因此就不存在数字媒体产品质量下降或水印量受限等问题,正因为这个特性,零水印技术方案很好地平衡了数字水印的鲁棒性和不可觉察性之间的关系。目前,国内外学者已提出了多种零水印技术方案。然而,目前提出的零水印技术方案基本上是采用单重密钥的零水印嵌入思想,即通过数字媒体产品自身的一种特征信息构造出一个水印密钥,再与实际数字水印相结合后注册到知识产权水印信息数据库中完成数字水印的嵌入。显然,这种单重密钥的零水印技术方案存在着易被攻击和破解的局限性。数字媒体产品受到某一种或几种联合攻击后,会增加数字水印的提取难度。更为重要的是,单重水印密钥一旦被破解,非法用户就可以删除数字媒体产品中嵌入的实际数字水印,使其重新回到无版权保护的状态,从而对数字媒体产品加以任意复制、修改和再传输;另外也可以通过篡改水印密钥和实际数字水印,将数字媒体产品据为己有,这将严重侵害到作者和版权所有者等各方面的利益。
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在保证数字图像质量没有任何下降的情况下,能够有效提高数字水印的安全性和鲁棒性的具有多重密钥的数字图像零水印嵌入和提取方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为ー种具有多重密钥的数字图像零水印嵌入方法,其特征在于包括以下步骤①-I、在零水印嵌入端,假设待嵌入数字水印的原始数字图像为Sbit的灰度图像,记为F,F= {O彡f(i, j)彡255,I彡i彡I,I彡j彡J},假设待嵌入的实际数字水印为ー个ニ值图像,记为W,W=Iw (m,η) =0或1,I彡m彡M,I彡η彡N},其中,I表示待嵌入数字水印的原始数字图像F的竖直分辨率,J表示待嵌入数字水印的原始数字图像F的横向分辨率,IXJ表示待嵌入数字水印的原始数字图像F的分辨率,f(i, j)表示待嵌入数字水印的原始数字图像F中坐标位置为(i,j)的像素的像素值,M表示待嵌入的实际数字水印W的竖直分辨率,N表示待嵌入的实际数字水印W的横向分辨率,MXN表示待嵌入的实际数字水印W的分辨率,w (m, η)表示待嵌入的实际数字水印W中坐标位置为(m,n)的像素的像素值;①_2、对待嵌入数字水印的原始数字图像F进行归一化处理,将归一化处理后得到的数字图像记为F',将F'中坐标位置为(i,j)的像素的像素值记为f' (i,j),本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有多重密钥的数字图像零水印嵌入方法,其特征在于包括以下步骤 ①-I、在零水印嵌入端,假设待嵌入数字水印的原始数字图像为Sbit的灰度图像,记为F,F={0 ( f(i, j) ( 255,I彡i彡I,I彡j彡J},假设待嵌入的实际数字水印为一个二值图像,记为W,W={w(m,n)=0或1,I彡m彡M,I彡n彡N},其中,I表示待嵌入数字水印的原始数字图像F的竖直分辨率,J表示待嵌入数字水印的原始数字图像F的横向分辨率,IXJ表示待嵌入数字水印的原始数字图像F的分辨率,f(i,j)表示待嵌入数字水印的原始数字图像F中坐标位置为(i,j)的像素的像素值,M表示待嵌入的实际数字水印W的竖直分辨率,N表示待嵌入的实际数字水印W的横向分辨率,MXN表示待嵌入的实际数字水印W的分辨率,w(m,n)表示待嵌入的实际数字水印W中坐标位置为(m,n)的像素的像素值; ①-2、对待嵌入数字水印的原始数字图像F进行归一化处理,将归一化处理后得到的数字图像记为F',将F'中坐标位置为(i, j)的像素的像素值记为f' (i,j),f' (i, J')=f(i, j)/255 ; ①-3、对归一化处理后得到的数字图像F'进行L级二维离散小波分解,得到一个第一小波逼近子图和多个第一小波细节子图,将第一小波逼近子图记为FA,其中,FA的分辨率 / T \ r T \, ( minf/, J))为^_ X _,KK loS2 max(M句j,min()为取最小值函数,max()为取最大值函数,符号‘I」”表示取小于其自身的最大整数; ①-4、对FA分别进行二维离散余弦变换、二维离散傅里叶变换和二维奇异值分解,对应获得第一二值数字水印密钥W。、第二二值数字水印密钥Wf和第三二值数字水印密钥Ws ; ①-5、对待嵌入的实际数字水印W进行置乱处理,得到置乱后的数字水印,记为Wk,然后将Wk分别与第一二值数字水印密钥W。、第二二值数字水印密钥Wf和第三二值数字水印密钥Ws结合,对应得到第一零水印信息、第二零水印信息和第三零水印信息,分别记为WKe、WKF和 WKS,WEC=xor (ffE, Wc), ffEF=xor (ffE, ffF), ffES=xor (ffE, Ws),再将第一零水印信息 WKC、第二零水印信息Wkf和第三零水印信息Wks保存于注册机构的数字水印信息数据库中,完成实际数字水印W的嵌入,其中,xor()为异或运算函数; ①_6、在零水印嵌入端,将实际数字水印W、第一零水印信息Wk。、第二零水印信息Wkf和第三零水印信息Wks传输给零水印提取端。2.根据权利要求I所述的一种具有多重密钥的数字图像零水印嵌入方法,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:周亚训金炜陈芬徐星辰郑世超殷丹丹
申请(专利权)人:宁波大学
类型:发明
国别省市:

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