基于伪Zernike矩的鲁棒可逆水印嵌入方法和提取方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115861015A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202210737262.0(22)申请日2022.06.27(71)申请人华南农业大学地址510642广东省广州市天河区五山路483号(72)发明人汤毅超王春桃边山(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102专利代理师刘俊(51)Int.Cl.G06T1/00(2006.01)权利要求书6页说明书13页附图2页(54)发明名称基于伪Zernike矩的鲁棒可逆水印嵌入方法和提取方法(57)摘要本发明涉及数字水印技术领域，公开了一种基于伪Zernike矩的鲁棒可逆水印嵌入方法及提取方法，包括：计算原始图像的伪Zernike矩，并对不同阶数的伪Zernike矩进行自适应归一化操作，将带有鲁棒水印的图像计算得到的伪Zernike矩和用于重构该带有鲁棒水印的图像的伪Zernike矩之间的差值进行伪Zernike反变换，并采用量化水印方法进行水印嵌入；当图像未受到攻击时，提取未受到攻击图像的水印信息并恢复原始图像；当图像受到攻击时，提取受到攻击图像的水印信息。本发明给予了不同阶数的伪Zernike矩不同大小的水印强度，使得鲁棒可逆图像面对几何攻击和常规处理有更强的鲁棒性。将得到的误差图像补偿到带有鲁棒水印的图像中，进一步降低失真信息量，以实现大容量的水印嵌入。CN115861015ACN115861015A权利要求书1/6页1.基于伪Zernike矩的鲁棒可逆水印嵌入方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取原始图像I；S2：计算原始图像I的n阶m重伪Zernike矩Zn,m；S3：对所述伪Zernike矩Zn,m进行自适应归一化操作，得到归一化伪Zernike矩S4：对归一化伪Zernike矩进行量化水印嵌入，得到带有鲁棒水印的归一化伪Zernike矩和量化失真dquantified；其中，w1表示鲁棒水印信息；S5：对所述带有鲁棒水印的归一化伪Zernike矩进行自适应归一化的逆操作，得到带有鲁棒水印的伪Zernike矩S6：对所述带有鲁棒水印的伪Zernike矩进行伪Zernike反变换和取整操作，得到带有鲁棒水印的图像S7：计算带有鲁棒水印的图像的伪Zernike矩然后计算伪Zernike矩与伪Zernike矩的差值，对所述差值进行伪Zernike反变换和取整操作，得到误差图像将误差图像Ierror与带有鲁棒水印的图像进行叠加处理，得到叠加图像S8：对所述叠加图像进行去水印操作，得到去水印叠加图像Isuprimposed；S9：计算原始图像I和去水印叠加图像Isuprimposed之间的舍入失真drounding；S10：将所述量化失真dquantified、所述舍入失真drounding以及叠加图像的前N个像素的最低有效位嵌入到带有鲁棒水印的图像中，得到包含鲁棒水印与可逆水印的中间图像其中，w2为可逆水印信息；S11：生成中间图像的哈希值H1，并将所述哈希值H1替换掉中间图像的前N个像素的最低有效位，得到鲁棒可逆水印图像2.根据权利要求1所述的基于伪Zernike矩的鲁棒可逆水印嵌入方法，其特征在于，S2中，所述计算原始图像I的n阶m重伪Zernike矩Zn,m，具体的步骤包括：以大小为B×B的原始图像I的中心为圆心，B为正整数，作原始图像I的内切圆，基于所述内切圆构建伪Zernike基Vn,m(xs,yt)；以所述内切圆为单位圆，根据所述伪Zernike基Vn,m(x,y)计算单位圆内像素的n阶m重伪Zernike矩Zn,m，具体表达式如下所示：其中，伪Zernike基Vn,m(xs,yt)为一组在单位圆上的完备正交基，xs表示原始图像I的第s个横坐标，yt表示原始图像I的第t个纵坐标，Δxs表示原始图像I中单位圆的横坐标步长，2CN115861015A权利要求书2/6页Δyt表示原始图像I中单位圆的纵坐标步长，f(xs,yt)表示单位圆内的像素。3.根据权利要求1所述的基于伪Zernike矩的鲁棒可逆水印嵌入方法，其特征在于，S3中，对所述伪Zernike矩Zn,m进行自适应归一化操作，得到归一化伪Zernike矩具体表达式如下所示：其中，ni为嵌入第i个水印比特的伪Zernike矩的阶数，mi为嵌入第i个水印比特的伪Zernike矩的重数，j为第i个水印比特对应的比特值，Z00为0阶0重的伪Zernike矩，N为阶数n的上限，为自适应归一化权重，Tstart为自适应归一化权重的起始值，γ为用于调整水印强度的全局参数。4.根据权利要求1所述的基于伪Zernike矩的鲁棒可逆水印嵌入方法，其特征在于，S4中，对归一化伪Zernike矩进行量化水印嵌入，得到带有鲁棒水印的归一化伪