[发明专利]一种基于提升小波的数字水印嵌入及提取方法

权利要求书

1.一种基于提升小波的数字水印嵌入及提取方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

1）水印图像的构造：任意选择水印图像后，采用图像处理中的置乱技术对水印图像进行进一步的处理，通过对水印图像进行置乱处理，实现了对其进行加密，置乱后的水印图像用 表示，水印大小为                                               ，并将水印按列展开成行向量；

2）数字水印的嵌入：得到构造好的水印图像后，按以下步骤将水印嵌入待保护的数字图像中，

A：对宿主图像进行小波的s级提升分解，得到一个低频子带图，子带小波系数矩阵尺寸要大于嵌入水印的尺寸；

B：确定一个阈值T，寻找满足的重要性系数，并用建立的矩阵来记录重要性系数的位置，如果是重要性系数，则在矩阵相应位置记录1，反之则为0；

C：按照矩阵记录的重要性系数的位置，按列循环，一次嵌入水印信息，采用下述嵌入公式：

　,并且当嵌入的二值水印信息为1时，将  矩阵记录为2，产生一个记忆矩阵，式中，为水印的嵌入强度；

D：按照修改后的低频子带系数和其他高频子带系数，进行s级逆向提升小波变换，得到嵌入水印的重构图像；

3）数字水印的提取：在数字图像中嵌入数字水印后，水印图像的提取步骤如下所示：

a：对含水印的载体图像进行s级提升小波变换，得到低频子带系数矩阵  ,与低频子带相对应，同样的方法形成组合高频子带系数矩阵  ；

b：根据  记忆矩阵所记录的重要性系数的位置，按列循环根据下式进行处理：

 　　　　　 

式中，  为提取的可能含有水印的向量；

c：水印存在性判断，设定一个阈值T，计算归一化互相关系  ：

                        

式中， 为原始的置乱后的水印向量，将与设定的阈值进行比较，判断水印是否存在，若存在则进行步骤d，若不存在则停止水印的提取过程；

d：将  按列的方式恢复成的矩阵，根据水印图像构造中保留的密钥，进行反置乱，恢复水印图像。

2.根据权利要求1所述基于提升小波的数字水印嵌入及提取方法，其特征在于，所述步骤1）中的置乱过程可以在数字图像的空间域上进行，也可以在图像的频率域上进行。

3.根据权利要求1所述基于提升小波的数字水印嵌入及提取方法，其特征在于，所述 值的大小控制着水印的不可见性和鲁棒性，值越大，则嵌入水印能量越大，水印的鲁棒性越好，但其不可见性变差，为了保证嵌入水印后原图像的不可见性及从数字图像中提取水印的效果，水印的嵌入强度值的范围在2-50之间进行选择。