水印圖像的嵌入方法技術

本發明專利技術涉及一種適于解決水印算法中透明性與魯棒性相矛盾問題的灰度水印圖像的嵌入方法包括：對原始載體圖像分塊并進行DCT變換，利用模板將系數分低、中、高頻三個數據塊，組成新矩陣后進行SVD分解，計算分塊能量比，確定適合嵌入的最佳分塊位置；將灰度水印信息依據能量比自適應地嵌入到低頻分塊的奇異值中。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及圖像處理的
，具體是一種。
技術介紹
隨著數字多媒體技術以及因特網技術的飛速發展，多媒體產品的安全問題成為目前一個相當重要而又富有挑戰性的研究課題。數字水印技術是實現數字產品版權保護的一種潛在的有效方法，目前已成為信息安全領域的一個研究熱點，也是信息隱藏研究領域的一種重要分支，數字水印正是在這樣的背景下應運而生，并成為目前學術界研究的一個前沿熱門方向。鑒于目前大多數商標或版權標志都是以灰度圖像或彩色圖像表示的，因此如何嵌入灰度水印圖像的研究具有很重要的實用價值，也更有意義，更加符合實際需求。由于信息隱藏容量的限制，采用灰度圖像作為圖像水印進行嵌入不但嵌入難度高，而且難于實現盲提取，在提高嵌入水印的魯棒性的同時，也降低了其不可感知性，所以這方面的研究還不是很多。透明性與穩健性是數字水印技術兩個基本特性。一般嵌入含水印的圖像若透明性比較好(即PSNR比較大)則穩健性比較差(檢測的相關系數NC比較小)，它們是相互矛盾的，透明性與魯棒性都與水印的嵌入位置和嵌入強度息息相關。本專利技術就是為解決這一技術難題，結合圖像能量分析在合適的位置嵌入盡可能強的水印信息，即在同一嵌入強度下提高峰值信噪比的同時又要提高檢測相關系數NC。根據數字水印的作用可以將數字水印分為魯棒水印、脆弱水印和半脆弱水印。(I)魯棒水印的主要目的在于保護數字作品的版權，它要求嵌入后的水印能夠經受各種常用的信號處理操作，包括無意的或惡意的處理，如有損壓縮、濾波、平滑、裁減、幾何變形等等。魯棒水印在經過各種處理后，只要宿主圖像沒有被破壞到不可使用的程度。都應能夠檢測出來。因此該類水印的穩健性要求較高。(2)脆弱水印主要用于保護數字作品的完整性，鑒別數字作品的真偽。(3)半脆弱水印要求能夠抵抗一定程度的有益的信號處理操作，如JPEG壓縮等，該水印比脆弱水印稍魯棒些。
技術實現思路
本專利技術第一要解決的技術問題是提供一種灰度。本專利技術其次要解決的技術問題是解決水印算法中透明性與魯棒性相矛盾問題。為解決上述技術問題，本專利技術提供，包括如下步驟(1)水印圖像的預處理將水印圖像進行混沌序列置亂，并將該水印圖像變形成I行η列的圖像序列，即η個圖像信息； (2)嵌入位置的選擇將原始載體圖像由矩陣為KM,N)分割成相應個數的互不覆蓋的8X8圖像塊(即長寬都為8個像素的矩形圖像塊)，對各8X8圖像塊進行DCT (離散余弦變換)變換，根據8X8模板(即長寬都為8個像素的矩形圖像模板)取出各8X8圖像塊中對應的低頻與高頻數據，并將所述低頻與高頻數據分別組成3X3的矩陣A和6X6的矩陣B，對矩陣Α、Β進行奇異值分解并求其矩陣范數，求解各8X8圖像塊的能量比g，能量比茗=I，其中、為所述矩陣B的首個奇異值，為所述矩陣A的首個奇異值；找出與 %jS%能量比為前η個最大值相對應的8X8圖像塊； (3)水印嵌入的數據選擇水印信息即所述η個圖像信息，依次一一對應地選擇在按所述能量比g從大到小排列的η個8X8圖像塊的所述矩陣A的奇異值分解的首個值中自適 應地嵌入，嵌入強度隨圖像塊的能量比自動調節； (4)對嵌入水印信息的各8X8圖像塊進行DCT逆變換，得到含水印信息的圖像。在進行上述步驟(3)的水印嵌入的數據選擇時逐一對η個8X8圖像的矩陣A進行奇異值分解的方法為A=USVr ,式中U e ，SeRmxm , V e R編'r，U和V都是正交矩陣，S為對角陣；取出S對角矩陣首個奇異值并嵌入水印，嵌入公式^(1,1)= Si(IX) +KiXM^i = ;嵌入強度K隨塊能量比g自動調節，以實現所述自適應地嵌入，其公式為4 = +艮4 = 1... ，式中《為基本因子，其取值條件需保證嵌入含水印信息的圖像峰值信噪比(PSNR)大于36db ； m為原始圖像分割成所述8X8圖像塊的總塊數；將新奇異值代入乂 = ray1·,求出含水印信息的低頻數據2 ,并將數據送回相應的8 X 8圖像塊中的對應位置。 本專利技術還提供了一種水印圖像的嵌入和提取方法，其中，所述包括如下步驟 (1)水印圖像的預處理將水印圖像進行混沌序列置亂，并將該水印圖像變形成I行η列的圖像序列，即η個圖像信息； (2)嵌入位置的選擇將原始載體圖像由矩陣為KM,分割成相應個數的互不覆蓋的8 X 8圖像塊，對各8 X 8圖像塊進行DCT變換，根據8X8模板取出各8X8圖像塊中對應的低頻與高頻數據，并將所述低頻與高頻數據分別組成3 X 3的矩陣A和6 X 6的矩陣B，對矩陣Α、Β進行奇異值分解并求其矩陣范數，求解各8X8圖像塊的能量比g，能量比g = '%，其中s力所述矩陣B的首個奇異值，%為所述矩陣A的首個奇異值；找出與能量比為前η個最大值所對應的8X8圖像塊； (3)水印嵌入的數據選擇水印信息即所述η個圖像信息，依次一一對應地選擇在按所述能量比g大小排列的η個8X8圖像塊的所述矩陣A的奇異值分解的首個值中自適應地嵌入，嵌入強度隨圖像塊的能量比自動調節； (4)對嵌入水印信息的各8X8圖像塊進行DCT逆變換，得到含水印信息的圖像； 在進行上述步驟(3)的水印嵌入的數據選擇時逐一對η個8X8圖像的矩陣A進行奇異值分解的方法為J = ULTr，式中t/ e RMmM , S e R滅,V e ，U和V都是正交矩陣，S為對角陣； 取出S對角矩陣首個奇異值并嵌入水印，嵌入公式劣(IiI)= Si(IX) +KiXWi =);嵌入強度K隨塊能量比g自動調節，以實現所述自適應地嵌入，其公式為^= + gi ,|二1... ,式中η力基本因子，其取值條件需保證嵌入含水印信息的峰值信噪比大于36db ； m為原始圖像分割成所述8X8圖像塊的總塊數 將新奇異值代入Z = Kff'r1·,求出含水印信息的低頻數據4并將數據送回相應的8X8圖像塊中的對應位置； 所述水印圖像的提取方法，其包括如下步驟 (a)對矩陣為/(M，奶的原始載體圖像和矩陣為/'(氣奶的待檢含水印圖像分別分割成相應個數的互不覆蓋的8X8圖像塊，并對各8X8圖像塊進行DCT變換，根據8X8模板從各8X8圖像塊中取出對應的低頻與高頻數據，并對原始載體圖像中的各8X8圖像塊內的低頻與高頻數據分別構成3 X 3的矩陣J與6 X 6的矩陣對含水印圖像的各8 X 8圖像塊內的低頻與高頻數據分別構成矩陣3X3的矩陣i與6X6的矩陣5'，對所述矩陣2 4分別進行奇異值分解』=TJSVr , ,4' = USVt ; (b)求解各8X8圖像塊中的水印信息變化值=Aai)- A(M) , j = \...m , m為原始圖像分割成所述8X8圖像塊的總塊數； (c)從矩陣為原始載體圖像中分割出的m個8X8圖像塊中，找出與能量比為前η個最大值相對應的8X8圖像塊，即找出η個8X8圖像塊；(d)所述的η個8X8圖像塊之一的能量比與所述m個的8X8圖像塊之一的能量比分別記為與 gM(J)= ,J = b-m ;根據 AW(f) 若(...,，則圖像灰度值〃^，得出η個圖像信息，K為嵌入強 SmV) =SmUJkJ度； (e)將所述的η個圖像信息按照各圖像信息所在的8X8圖像塊的能量比從大到小依序排列，得出I行η列圖像序列；將該圖像序列變形成置亂的灰本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水印圖像的嵌入方法，包括如下步驟：（1）水印圖像的預處理：將水印圖像進行混沌序列置亂，并將該水印圖像變形成1行n列的圖像序列，即n個圖像信息；（2）嵌入位置的選擇：將原始載體圖像由矩陣為？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？分割成相應個數的互不覆蓋的8×8圖像塊，對各8×8圖像塊進行DCT變換，根據8×8模板取出各8×8圖像塊中對應的低頻與高頻數據，并將所述低頻與高頻數據分別組成3×3的矩陣A和6×6的矩陣？B，對矩陣A、B進行奇異值分解并求其矩陣范數，求解各8×8圖像塊的能量比g,能量比，其中：為所述矩陣B的首個奇異值，為所述矩陣A的首個奇異值；找出與能量比為前n個最大值所對應的8×8圖像塊；（3）水印嵌入的數據選擇：水印信息即所述n個圖像信息，依次一一對應地選擇在按所述能量比g大小排列的n個8×8圖像塊的所述矩陣A的奇異值分解的首個值中自適應地嵌入，嵌入強度隨圖像塊的能量比自動調節；（4）對嵌入水印信息的各8×8圖像塊進行DCT逆變換，得到含水印信息的圖像；在進行上述步驟（3）的水印嵌入的數據選擇時：逐一對n個8×8圖像的矩陣A進行奇異值分解的方法為：？，式中，，，U和V都是正交矩陣，S為對角陣；取出S對角矩陣首個奇異值并嵌入水印？，嵌入公式？？（？？）？；嵌入強度K隨塊能量比g自動調節，以實現所述自適應地嵌入，其公式為？，，？式中為基本因子，？其取值條件需保證嵌入含水印信息的峰值信噪比大于36db；？m為原始圖像分割成所述8×8圖像塊的總塊數；將新奇異值代入，求出含水印信息的低頻數據，并將數據送回相應的8×8圖像塊中的對應位置。dest_path_image002.jpg,dest_path_image004.jpg,dest_path_image006.jpg,dest_path_image008.jpg,dest_path_image010.jpg,dest_path_image012.jpg,dest_path_image014.jpg,dest_path_image016.jpg,dest_path_image018.jpg,dest_path_image020.jpg,dest_path_image022.jpg,dest_path_image024.jpg,dest_path_image026.jpg,dest_path_image028.jpg,dest_path_image030.jpg...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王海峰，章怡，
申請(專利權)人：江蘇技術師范學院，
類型：發明
國別省市：