[发明专利]一种基于相息图的彩色水印的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于相息图的彩色水印的制备方法，该方法将相息图应用到彩色水印技术中，相比于传统的彩色水印技术，由于相息图再现时没有引入参考光，再现时能够得到单一的再现图像，且本发明加入了随机相位密钥，提高了水印信息的安全性，同时又由于相息图自身的特点，在鲁棒性和安全性上均能达到较优水平。

技术领域

本发明提供一种基于相息图的彩色水印方案，具体涉及到相息图的制作、离散小波变换等相关方法。

技术背景

1993年，Tirkel等人提出数字水印技术，在国际学术会议上发表题为“Electronicwatermark”的第一篇有关水印的文章，提出了数字水印的概念及可能的应用，并针对灰度图像提出了两种向图像最低有效位中嵌入水印的算法。

1968年，J.A.Jordan提出了相息图用于早期的三维物体显示，特别适用于显示那些数学描述已知但实际不存在的物体形态。相息图也可以作为滤波器，用于非相干光的信息处理中；也可以应用相息图去做相息透镜。在作光学变换的多平面处理系统中，采用相息图这种位相元件，具体体积小，调整方便，降低对光源强度要求的特点。但传统的相息图制作简单，安全性差。

发明内容

术语：基于相息图的彩色水印技术a robust color watermarking scheme basedon kinoform.

本发明的目的是提出一种基于相息图的彩色水印方案，使其在鲁棒性和安全性均能达到较优水平。

本发明的具体技术方案如下：

1)将原始彩色载体图像和彩色水印图像所采用的颜色空间转换为RGB颜色空间；

2)根据非级联迭代加密相息图算法，将彩色水印的三色通道信息制作成相息图；

3)将上述相息图嵌入到原始彩色载体图像中，得到嵌入彩色水印后的图像。

步骤2)的非级联迭代加密相息图算法(如图1所示)，具体包括：

1)随机产生一个均匀分布的相位矩阵，作为输入平面物函数相位的初始值，彩色水印图像矩阵作为输入平面物函数振幅的初始值；

2)对输入复振幅函数进行随机分数傅里叶变换，得到输出像函数，对其幅度谱引入约束限制条件，使其为常数，保留期相位谱；

3)对输出像函数进行逆随机分数傅里叶变换，得到新的输入物函数，继续进行迭代循环， 直到输入函数满足系统的收敛条件或者循环次数达到系统的最大值；

4)输入物函数满足收敛条件时，其对应的输出像函数为纯相位函数，将此纯相位函数进

行量化，保存为灰度图像，即为原始水印信息的相息图。

本发明为了减少由于缺少了幅度信息而对相息图重构造成的信息损失，使原始图像的信息全部包括在相位中，引入迭代相位恢复算法。通过在输入平面和输出平面加入幅度限制条件直至输出结果收敛，此时，输出平面即可的到原始图像的相位谱信息。

本发明还可以进一步生产随机分数傅里叶变换的分数阶密钥和相位密钥，通过随机化分数傅里叶变换的核函数，使其特征函数的特征向量具有随机特性，从而达到加密的目的。

步骤3)的做法是：采用二维离散小波变换嵌入水印方法，具体包括：小波分解将原始彩色载体图像进行多级分解，将相息图的每个像素值嵌入到相应的小波系数块中，对修改后的小波系数进行逆离散小波变换，即完成了相息图的嵌入。