基于模运算的空域数字图像盲水印嵌入提取方法及装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114757809A(43)申请公布日2022.07.15(21)申请号202210314037.6(22)申请日2022.03.28(71)申请人首都师范大学地址100037北京市海淀区西三环北路105号(72)发明人粟傈冯明喆(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201专利代理师单冠飞(51)Int.Cl.G06T1/00(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图2页(54)发明名称基于模运算的空域数字图像盲水印嵌入提取方法及装置(57)摘要本发明提出一种基于基于模运算的空域数字图像盲水印嵌入提取方法及装置，其中方法包括，获取宿主图像，对宿主图像进行通道分离，得到红色分量图层、绿色分量图层、蓝色分量图层；获取待嵌入水印，使用伪随机交换置乱算法对待嵌入水印进行预处理，得到预处理后的水印；将预处理后的水印、红色分量图层代入嵌入公式进行计算，得到嵌入红色分量图层；将预处理后的水印、绿色分量图层代入嵌入公式进行计算，得到嵌入绿色分量图层；将预处理后的水印、蓝色分量图层代入嵌入公式进行计算，得到嵌入蓝色分量图层；根据嵌入红色分量图层、嵌入绿色分量图层、嵌入蓝色分量图层合并，得到含水印图像。本发明提出的方法，使盲水印的鲁棒性得到了提升。CN114757809ACN114757809A权利要求书1/3页1.一种基于模运算的空域数字图像盲水印嵌入提取方法，其特征在于，包括以下步骤：获取宿主图像，对所述宿主图像进行通道分离，得到红色分量图层、绿色分量图层、蓝色分量图层；获取待嵌入水印，使用伪随机交换置乱算法对所述待嵌入水印进行预处理，得到预处理后的水印；将所述预处理后的水印、所述红色分量图层代入嵌入公式进行计算，得到嵌入红色分量图层；将所述预处理后的水印、所述绿色分量图层代入嵌入公式进行计算，得到嵌入绿色分量图层；将所述预处理后的水印、所述蓝色分量图层代入嵌入公式进行计算，得到嵌入蓝色分量图层；根据所述嵌入红色分量图层、所述嵌入绿色分量图层、所述嵌入蓝色分量图层合并，得到含水印图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用伪随机交换置乱算法对所述待嵌入水印进行预处理，包括：对于m×n的水印W，将水印按照某种规则扫描为p×1的行向量，其中p＝m×n；扫描所述行向量，并利用MD5算法生成一个伪随机数rs(0≤rs≤p‑1)，使i与rs位置的像素交换，得到递推关系式为其中r0＝key，key为密匙；将交换后的p×1行向量恢复为m×n的图像，得到预处理后的水印W*。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述预处理后的水印、所述红色分量图层代入嵌入公式进行计算，得到嵌入后红色分量图层，包括：将所述预处理后的水印W*，所述红色分量图层嵌入深度Q代入嵌入公式进行计算；其中，所述嵌入公式表示为：其中，i,j是所述红色分量图层的第i行第j列，Q为嵌入深度，取值范围为0<Q<1或Q>1的实数。4.一种基于模运算的空域数字图像盲水印嵌入提取方法，其特征在于，包括以下步骤：将采用如权利要求1‑3任一项所述的基于模运算的空域数字图像盲水印嵌入与提取方法得到的含水印图像，进行通道分离，得到含水印红色分量图层、含水印绿色分量图层、含水印蓝色分量图层；通过辅助矩阵分别提取所述含水印红色分量图层、含水印绿色分量图层、含水印蓝色分量图层中加密水印；通过所述含水印红色分量图层、含水印绿色分量图层、含水印蓝色分量图层中加密水印获取完整加密水印，通过所述伪随机交换置乱算法的逆算法对所述完整加密水印进行解密，得到提取的水印。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过辅助矩阵分别提取所述含水印红色分量图层、含水印绿色分量图层、含水印蓝色分量图层中加密水印，包括：2CN114757809A权利要求书2/3页将所述含水印红色分量图层、含水印绿色分量图层、含水印蓝色分量图层中分别代入辅助矩阵中，表示为：其中，ZX、SX为计算水印提取时的辅助矩阵。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过所述含水印红色分量图层、含水印绿色分量图层、含水印蓝色分量图层中加密水印获取完整加密水印，通过所述伪随机交换置乱算法的逆算法对所述完整加密水印进行解密，包括：应用公式:其中，R*、G*、B*分别为含水印红色分量图层、含水印绿色分量图层、含水印蓝色分量图层。7.一种基于模运算的空域数字图像盲水印嵌入提取装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取宿主图像，对所述宿主图像进行通道分离，得到红色分量图层、绿色分量图层、蓝色分量图层；预处理模块，用于获取待嵌入水印，使用伪随机交换置乱算法对所述待嵌入水印进行预处理，得到预处理后的水印；嵌入模块，用于将所述预处理后的水印、所述红色分量图层代入嵌