[发明专利]一种基于进制余码的双彩色图像盲水印方法

说明书

技术领域

本发明属于信息安全技术领域，涉及大容量彩色数字图像作为数字水印的版权保护。

背景技术

彩色数字图像作为网络信息的主要载体，很容易发生伪造、滥用、侵权等不良行为，面对多媒体版权保护的现实状况，需要加强对嵌入水印是高信息量彩色图像的数字水印技术研究。如今的图像数字水印方法多数是将二值或灰度图像作为数字水印，而将彩色数字图像作为数字水印的比较少，其主要原因是将彩色数字图像作为水印时，其含有的信息量是相同尺寸灰度图像的3倍，是二值图像的24倍，故增加了水印嵌入的难度，降低了水印不可见性，因此，如何将彩色数字图像作为数字水印成为亟待解决的问题之一。

在近几年的数字水印技术研究中，虽然盲检测数字水印方法逐渐成为数字水印技术发展的主流，但是由于彩色数字图像所包含的版权保护信息非常大，用非盲水印方法可以比较方便地嵌入或提取水印，现有的很多彩色图像数字水印方法研究的是非盲水印，因此，如何改变现状实现彩色水印图像的盲提取是当前图像数字水印技术的难点之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于进制余码的双彩色图像盲水印方法，包含具体的水印嵌入过程和提取过程，其水印嵌入的具体过程描述如下：

第一步：彩色水印图像的预处理：将大小为N×N的24位原始彩色水印图像W的R、G、B三个水印分量分别降维处理得到一维数据，同时将其每一数值型数据换为长度为3的等长字符型数据，并进行字符连接得到字符型水印信息Wr、Wg、Wb；

第二步：将彩色宿主图像I的R、G、B三个分量依次进行一级整数小波变换，获得各分量的小波低频系数Hr、Hg、Hb；

第三步：将小波低频系数Hr、Hg、Hb分成连续的小波系数单元，每一系数单元包含5个系数值，可表示为                                                ；

第四步：利用公式（1），计算该系数单元的初始进制余码s0；

                    (1)

其中，mod(.)表示求余函数，r表示数值a_i所具有的进制数；

第五步：从字符型水印信息中截取当前水印信息w，并利用公式（2）计算w与初始进制余码s0的差值余数e；

                                                      (2)

第六步：按照下面的规则来嵌入水印w，并按公式（3）计算新的进制余码s1，直到新的进制余码s1与嵌入水印w一致，完成水印w嵌入；

规则一：如果e=0，则该系数单元的值不作任何修改；

规则二：如果1≤e≤5，则该系数单元中a_e值加1，当a_e＞255时，则令a_e=255；

规则三：如果e>5，则该系数单元中a_10-e值减1，当a_10-e＜0时，则令a_10-e=1；

                   (3)

其中，表示修改之后的系数单元数据；

第七步：重复执行第四步到第六步，直到所有水印信息被嵌入到宿主图像；

第八步：对修改后的整型小波系数进行逆小波变换得到含水印的R、G、B分量，然后合并各分量图像得到含水印的图像。

本发明所述水印提取的具体过程如下：

第一步：将含水印的彩色图像按三原色分成R、G、B三个分量，并分别执行一级整数小波变换，获得低频系数Tr、Tg、Tb；

第二步：将每一低频系数中每5个系数值组成一个系数单元a_i^*；

第三步：依据公式（4）从系数单元a_i^*中提取水印信息w*；