一种基于频域的添加图像盲水印方法.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CN109829842A(43)申请公布日2019.05.31(21)申请号201811563428.1(22)申请日2018.12.20(71)申请人北京以萨技术股份有限公司地址100000北京市朝阳区京顺东街6号院17号楼1层102内108申请人青岛以萨数据技术有限公司(72)发明人张聪李凡平石柱国(74)专利代理机构合肥律众知识产权代理有限公司34147代理人黄景燕(51)Int.Cl.G06T1/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种基于频域的添加图像盲水印方法(57)摘要本发明公开了一种基于频域的添加图像盲水印方法，包括以下步骤：1.根据QR码的版本号和QR码的纠错等级将水印信息生成为QR码水印图,2.把输入按QR码水印图的尺寸等分，并利用图像微分计算出各部分的梯度,3.对步骤2中平均梯度最高的多个区域图像进行空域到频域的转换,4.对水印图像编码并与步骤3中得到的频域叠加,5.进行空域到频域的逆变换获得添加水印之后的输出。水印提取是水印叠加的逆过程。本发明利用叠加数字盲水印，在保证原图基本不变的前提下，通过设计部分频域叠加QR码水印变换处理，有效地保留了图像大部分原始信息，避免了由于全图频域叠加造成的信息损失。CN109829842ACN109829842A权利要求书1/2页1.一种基于频域的添加图像盲水印方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：根据QR码的版本号和QR码的纠错等级将水印信息生成为QR码水印图；步骤二：把输入的原始图像按QR码水印图的尺寸等分，并利用图像微分计算出各部分的平均梯度；步骤三：对步骤二中平均梯度最高的多个区域图像进行空域到频域的转换；步骤四：对水印图像编码并与步骤三中得到的频域叠加；步骤五：进行空域到频域的逆变换获得添加水印之后的输出，得到输出的图像；其中，所述平均梯度包括二维数字图像的X、Y方向上的微分，偏微分、振幅、角度。2.根据权利要求1所述的一种基于频域的添加图像盲水印方法，其特征在于：所述空域到频域的转换方式是通过二维快速傅里叶变换构建。3.根据权利要求1所述的一种基于频域的添加图像盲水印方法，其特征在于：所述QR码水印图包括作者水印，表演者水印，录像录音制作者水印；计算机软件著作权的软件全称水印，软件简称水印，软件版本水印，著作权人和登记日期水印。4.根据权利要求1所述的一种基于频域的添加图像盲水印方法，其特征在于：所述区域平均梯度的算法包括以下步骤：步骤S1：根据QR码的版本号和QR码的纠错等级将水印信息生成为QR码水印图；步骤S2：把原图按QR码水印图的尺寸等分，并利用图像微分计算出各部分的梯度；利用X方向与Y方向分别实现一阶微分，求出振幅，一维的微分公式：Δf＝f(x+1)–f(x)，对于二维的数字图像，需要完成XY两个方向上的微分，梯度的矢量可表示为：所述矢量的幅度为：所述矢量的方向角为：然后分别对XY两个方向求偏微分，得到梯度；利用Sobel算子为区域模板进行卷积计算，所述Sobel卷积因子包括两组3×3矩阵，分别为横向和纵向，将Sobel算子与原图像做卷积，得横向和纵向的亮度差分近似值，其公式如下：其中，A代表原始图像，Gx和Gy代表横向和纵向边缘检测的图像灰度值，具体计算如下：Gx＝(-1)*f(x-1,y-1)+0*f(x,y-1)+1*f(x+1,y-1)+(-2)*f(x-1,y)+0*f(x,y)+2*f(x+1,y)+(-1)*f(x-1,y+1)+0*f(x,y+1)+1*f(x+1,y+1)＝[f(x+1,y-1)+2*f(x+1,y)+f(x+1,y+2CN109829842A权利要求书2/2页1)]-[f(x-1,y-1)+2*f(x-1,y)+f(x-1,y+1)]Gy＝1*f(x-1,y-1)+2*f(x,y-1)+1*f(x+1,y-1)+0*f(x-1,y)0*f(x,y)+0*f(x+1,y)+(-1)*f(x-1,y+1)+(-2)*f(x,y+1)+(-1)*f(x+1,y+1)＝[f(x-1,y-1)+2f(x,y-1)+f(x+1,y-1)]-[f(x-1,y+1)+2*f(x,y+1)+f(x+1,y+1)]其中，f(a，b)代表(a，b)点的灰度值；步骤S3：利用二维离散傅里叶变换对步骤2中平均梯度最高的区域图像进行空域到频域的转换；通过计算两次一维的FFT来得到二维快速傅里叶FFT，使图像的行数、列数均满足2的n次方，如果不满足，在计算FFT之前先对图像补零以满足2的n次；一个M行N列的二维图像f(x,y)，先按行队列变量y做一次长度为N的一维离散傅里叶变换，再将计算结果按列向对变量x做一次长度为M傅里叶变换得到该