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专利号: 2018109258695
申请人: 鲁东大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于二维离散正弦变换的彩色数字图像盲水印方法,其特征在于通过具体的水印嵌入过程和水印提取过程来实现的,其水印嵌入过程描述如下:第一步:彩色宿主图像及水印图像的预处理:首先,将一幅大小为M×M的彩色宿主图像H分成红、绿、蓝三个分层宿主图像Hi,同时把每一个分层宿主图像Hi分为大小为m×m的非重叠像素块;将一幅大小为N×N的彩色水印图像W分成红、绿、蓝三个分层水印图像Wi;为了提高水印的安全性,将分层水印图像Wi进行基于密钥Kai的Arnold变换,并将分层水印图像Wi2

中的每个十进制像素值转换为8位二进制数,依次连接成长度为8N 的分层水印位序列SWi,其中i=1,2,3,分别表示红、绿、蓝三层;

第二步:选择宿主图像的嵌入块:利用基于密钥Kbi的伪随机序列从分层宿主图像Hi中选择像素块A,其中i=1,2,3,分别表示红、绿、蓝三层;

第三步:根据公式(1),对选取的像素块A进行二维离散正弦变换得到变换矩阵dstc;

(1)

其中,B是二维离散正弦变换的变换基矩阵, 是B的转置矩阵;

第四步:取出变换矩阵dstc中具有最大能量的直流系数dstc(1,1),其中dstc(1,1)表示变换矩阵dstc中第1行第1列的元素;

第五步:按照先后顺序从分层水印序列SWi中取出一个待嵌入的水印信息w;依据公式*(2),嵌入水印信息w得到新的直流系数dstc(1,1) ;

(2)

其中,mod(.)是取余函数,T是量化步长;

*

第六步:用新的直流系数dstc(1,1) 替换原有的直流系数dstc(1,1)得到含水印的变* * 换矩阵dstc ;根据公式(3),对变换矩阵dstc 进行逆二维离散正弦变换得到含水印的像素块 ;

(3)

其中,B是二维离散正弦变换的变换基矩阵, 是B的转置矩阵;

第七步:将已得到的含水印像素块 更新到其在分层宿主图像Hi中相对应的位置,并得到含水印的分层宿主图像 ,其中i=1,2,3,分别表示红、绿、蓝三层;

第八步:重复执行上述第二步到第七步,直到所有的水印信息都被嵌入完成为止;最后,组合含水印的分层宿主图像 得到含水印宿主图像 ,其中i=1,2,3,分别表示红、绿、蓝三层;

其水印提取过程描述如下:

第一步:将含水印宿主图像 分成红、绿、蓝三个分层图像 ;同时,将每一个含水印分层图像 分成大小为m×m的非重叠像素块,其中i=1,2,3,分别表示红、绿、蓝三层;

第二步:利用基于密钥Kbi的伪随机置乱算法,在含水印分层图像 中选择含水印的像素块 ;

第三步:根据公式(4),对选取的含水印像素块 进行二维离散正弦变换得到变换矩阵*dstc ;

(4)

其中,B是二维离散正弦变换的变换基矩阵, 是B的转置矩阵;

* * *

第四步:取出变换矩阵dstc 中具有最大能量的直流系数dstc(1,1) ,其中dstc(1,1)* 表示变换矩阵dstc 中第1行第1列的元素;

第五步:利用公式(5),从像素块 中得到提取水印位 ;

(5)

其中,mod(.)是求余函数,T为量化步长;

第六步:重复执行第二步到第五步,得到每一层的二进制提取水印序列 ;将中每8位二进制信息划为一组并转换成十进制的像素值,其中i=1,2,3,分别表示红、绿、蓝三层;

第七步:对各层十进制像素值分别进行基于密钥Kai的逆Arnold变换,获得各层的提取水印 ;同时,组合各层的提取水印 形成最终的提取水印 ,其中i=1,2,3,分别表示红、绿、蓝三层。