一种融合离散切比雪夫变换的空域彩色数字图像盲水印方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113191932A(43)申请公布日2021.07.30(21)申请号202110562007.2(22)申请日2021.05.24(71)申请人鲁东大学地址264025山东省烟台市芝罘区红旗中路186号(72)发明人苏庆堂张雪婷王环英(51)Int.Cl.G06T1/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称一种融合离散切比雪夫变换的空域彩色数字图像盲水印方法(57)摘要本发明结合空域数字水印方法运行速度快和变换域数字水印方法鲁棒性强的优点，公开了一种融合离散切比雪夫变换（DTT）的空域彩色数字图像盲水印方法。该方法利用离散切比雪夫变换能量集中的特性，在空域中直接求得图像块经离散切比雪夫变换后的最大能量系数，并通过量化该系数来完成彩色图像数字水印的嵌入与盲提取。本发明将彩色图像数字水印嵌入到彩色载体图像中，在具有较好水印不可见性的基础上，还具有较强的水印算法鲁棒性和较高的执行效率，解决了大容量彩色图像数字水印算法运行速度慢、鲁棒性弱的难题，适用于快速、高效进行数字媒体版权保护的场合。CN113191932ACN113191932A权利要求书1/2页1.一种融合离散切比雪夫变换的空域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：对一幅大小为M×M的24位彩色载体图像H作降维处理，得到红、绿、蓝三个分层载体图像Hi；然后，将各分层载体图像Hi划分成大小为m×m的非重叠图像块，其中i=1,2,3分别表示红、绿、蓝三层；第二步：首先，对一幅大小为N×N的24位彩色水印图像W进行基于密钥Ka的Logistic混沌映射得到置乱水印图像WL；然后，将置乱水印图像WL分成红、绿、蓝三个分层置乱水印图像LLWi；最后，将分层置乱水印图像Wi中的每个十进制像素值转换为8位二进制数，依次连接成2L长度为8N的水印位序列SWi，其中i=1,2,3分别表示红、绿、蓝三层；第三步：利用基于密钥Kb的MD5哈希伪随机选择算法从分层载体图像Hi中选择图像块dtblock，其中i=1,2,3分别表示红、绿、蓝三层；第四步：利用公式（1），在空域中直接计算出图像块dtblock在经过离散切比雪夫变换（discreteTchebicheftransform）后的最大能量系数Emax；（1）其中，m为图像块dtblock的尺寸大小，f(x,y)为图像块dtblock第x行第y列的像素值；L第五步：按照先后顺序依次从分层水印位序列SWi中选取待嵌入水印位w；利用公式（2）、（3），分别求得最大能量系数Emax的上边界值Eupper和下边界值Elower；（2）（3）其中，mod(.)为取余函数，α为量化系数，Ti为第i层的量化步长，i=1,2,3分别表示红、绿、蓝三层；第六步：利用公式（4），从最大能量系数Emax的上下边界值Eupper和Elower中选取最佳边界*值Emax；（4）其中，abs(.)为绝对值函数，d1=Elower‑Emax，d2=Eupper‑Emax；第七步：利用公式（5），将最大能量系数的变化量change均匀地分布到图像块dtblock的所有像素上，得到修改后的像素值f(x,y)*，并用其替换原图像块相应位置处的像素值f(x,y)，即可得到含水印图像块dtblock*；（5）*其中，change=Emax‑Emax，m为图像块dtblock的尺寸大小；2CN113191932A权利要求书2/2页*第八步：将含水印图像块dtblock更新到其在分层载体图像Hi中的相应位置，其中i=1,2,3分别表示红、绿、蓝三层；第九步：重复执行本过程的第三步到第八步，直到所有的水印信息都被嵌入完成为止，*由此得到含水印的分层载体图像Hi，其中i=1,2,3分别表示红、绿、蓝三层；**第十步：组合三层含水印的分层载体图像Hi得到含水印图像H，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：通过降维处理将含水印图像H分成红、绿、蓝三个含水印分层图像Hi；然后，将*每个含水印分层图像Hi划分成大小为m×m的非重叠图像块，其中i=1,2,3分别表示红、绿、蓝三层；*第二步：利用基于密钥Kb的MD5哈希伪随机选择算法从含水印分层图像Hi中选择含水印图像块dtblock*，其中i=1,2,3分别表示红、绿、蓝三层；第三步：利用公式（6），在空域中直接计算出含水印图像块dtblock*在经过离散切比雪*夫变换（discreteTchebicheftransform）后的最大能量系数Emax；（6）其中，m为含水印图像块dtblock*的尺寸大小，f(x,y)*为含水印