[发明专利]基于压缩感知理论的交互支持双水印生成与检测方法

权利要求书

1.一种基于压缩感知理论的交互支持双水印生成与检测方法，包括水印的生成和水印的检测两部分；其特征是：所述水印的生成的方法为：首先采用经典SVD算法向载体图像中嵌入鲁棒性水印，其次从含有鲁棒水印的图像A_w中提取半脆弱水印，并将其作为零水印保存起来；所述水印的检测的方法为：首先提取待测图像中的鲁棒性水印，其次从待测图像A′_w中提取半脆弱水印，并将其与注册零水印进行比较确定图像内容的真实性与完整性并恢复被篡改的部分。

2.根据权利要求1所述的基于压缩感知理论的交互支持双水印生成与检测方法，其特征是所述采用经典SVD算法向载体图像中嵌入鲁棒性水印的具体步骤为：

(1)对原始图像A∈R^N×N，其中R表示实数域，进行SVD分解A＝USV^T，其中U∈R^N×N和V∈R^N×N均为正交或酉矩阵，上标T表示矩阵转置，S∈R^N×N为对角阵，对角线元素σ₁≥σ₂≥·≥σ_r＞0为矩阵的奇异值；

(2)选择嵌入鲁棒性水印W，其尺寸不限但不应超过原始图像；

(3)将W嵌入到原始图像分解后的对角阵中再进行SVD分解S+αW＝U_wS_wV_w^T，其中α为嵌入因子；

(4)将矩阵U_w、V_w、S以及嵌入因子α作为密钥保存起来；

(5)使用原始图像分解得到的U、V以及嵌入水印后得到的S_w构造含有鲁棒水印的图像A_w，A_w＝US_wV^T。

3.根据权利要求1或2所述的基于压缩感知理论的交互支持双水印生成与检测方法，其特征是所述从含有鲁棒水印的图像A_w中提取半脆弱水印，并将其作为零水印保存起来的具体步骤为：

(1)含有鲁棒水印的图像A_w被分成大小为B×B的小块；

(2)若要构造数据量为M的水印，则通过压缩感知对每个图像子块各取个测量值；

(3)将鲁棒水印的密钥U_w和V_w合并为一个大小为N×2N的母观测矩阵Q＝[U_wV_w]，从Q中依次抽取m行，B²列子矩阵作为每个图像块的观测矩阵Φ_i；

(4)用f_i表示第i图像块元素列序排列向量，用Y_i(i＝1，2，·，S)表示第i个图像块的测量值Y_i＝[y_i1 y_i2·y_im]，Y_i＝Φ_if_i；

(5)将所有图像子块的测量值组合到一起生成最终的水印Y_wm＝[Y₁ Y₂·Y_S]；

(6)生成CS测量矩阵的种子和分块尺寸作为水印密钥保存，将水印Y_wm和密钥加入IPR数据库注册后，图像版权即处在水印技术的保护之下。

4.根据权利要求1或2所述的基于压缩感知理论的交互支持双水印生成与检测方法，其特征是所述提取待测图像中的鲁棒性水印的具体步骤为：

(1)假设A_w在传播过程中经过一系列恶意及非恶意攻击后成为待检测图像A′_w，对其进行SVD分解A′_w＝U′S′_wV′^T；

(2)使用鲁棒水印密钥U_w和V_w计算含水印对角阵，

(3)使用鲁棒密钥S和α提取鲁棒水印W′＝(D-S)/α。