[发明专利]一种应用于无线多媒体传感器网络的自同步图像水印方法

说明书

技术领域

本发明属于数字图像水印技术领域，涉及一种应用于无线多媒体传感器网络的自同步图像水印方法。

背景技术

近年来，随着一种新的数据采集技术—压缩传感理论的提出和发展，其在模拟信息转换、压缩成像、生物传感等领域已取得了一系列重要的研究成果。压缩传感理论利用信号的稀疏性先验知识，通过构造合适的测量矩阵，对信号进行线性随机投影，得到极少量的压缩测量值。由于测量值保留了信号的原始结构，因此可通过适合的优化算法精确重建原始信号。

在数字图像水印领域，压缩传感理论也得到了初步的应用。有人提出了一种基于压缩传感和LPDC码的图像水印算法。算法通过对原始图像进行线性随机投影，得到的压缩测量值经过LDPC编码，以水印方式嵌入到原始图像中；水印检测时，对篡改图像同样进行线性随机投影，得到的测量值作为边信息并进行LDPC译码。通过比较原始图像和篡改图像之间的压缩测量值实现篡改检测，实验结果表明该算法具有较强的抗攻击能力和较好的篡改检测能力。之后，周燕又提出一种基于哈希消息认证码的压缩传感水印算法。又有人提出一种基于分块压缩感知的图像半脆弱零水印算法。算法先将图像划分成若干分块，分块大小可以根据水印数据量和篡改定位精度调整。再按照压缩感知理论对各个图像块进行观测，并将观测值作为零水印信息注册保存。实验结果表明，该算法可以准确定位非法篡改并借助水印信息恢复被篡改的区域。后来有人提出一种基于压缩传感的视频篡改检测水印算法。算法采用压缩传感生成I帧图像的半脆弱认证水印并嵌入到I帧图像的中高频系数中，采用哈希运算生成P帧序号的完整性水印并嵌入到P帧的运动矢量中，实验结果表明该算法对视频帧间篡改和帧内篡改均具有很好的检测能力，能够精确到图像帧的子块。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种应用于无线多媒体传感器网络的自同步图像水印方法，算法将水印信息和同步信号嵌入原始图像稀疏化后的观测域中，使水印具有自同步能力。同时利用观测值局部特性，有效提高了在观测域中搜索同步信号的效率，较好地解决了同步信号鲁棒性和搜索量之间的矛盾。其技术方案如下：

一种应用于无线多媒体传感器网络的自同步图像水印方法，

包括以下步骤：

a水印嵌入

a1将原始图像I进行小波分解，得到稀疏小波分解系数矩阵A₁；

a2对稀疏后的小波分解系数A₁乘以用户密钥生成的观测矩阵，得到观测域压缩信号A₂；

A3将观测域压缩信号A₂一维化，根据下式进行水印嵌入；

Ai=Ai-mod(Ai,S)+3S/4mi=1Ai-mod(Ai,S)+S/4mi=-1]]>

mod(A_i,S)＝

其中为向下取整函数，S为水印嵌入强度；

a4)将得到的含水印序列重构为2维矩阵，采用OMP算法恢复得到含水印信息的稀疏信号A₃；