[发明专利]一种基于计算鬼成像的双层框架光学水印方法

权利要求书

1.一种基于计算鬼成像的双层框架光学水印方法，其特征在于，按照以下步骤实施：

步骤1，使用计算鬼成像方法将原始水印图像编码为一系列强度值，并且将这些强度数据重新排列为二维临时图像，作为第一层的新水印，

具体过程是，

利用计算鬼成像技术，所得到的光学强度值表达式为：

B_i＝∫∫dμdνI_i(μ,ν)T(μ,ν) (1)

其中，T(μ,ν)是传递函数，(μ,ν)表示物体平面中的横向坐标，测量的光学强度由斑点模式I_i(μ,ν)直接确定；假设测量强度的数量是K，并且·表示集合平均计算，则解码的恢复图像数学表达式为：

其中，G(μ,ν)表示解码的恢复图像，B表示测量的光学强度，I(μ,ν)表示斑点模式，B_i表示第i次测量的光学强度，I_i(μ,ν)表示对应第i次测量的斑点模式；

步骤2，将主图像分成多个较小的区块，将水印图像分割成更小的块，其中每个区块具有p×q像素，选择一些重要的区块来形成参考图像f'(μ,ν)，使其与新水印w'(μ,ν)具有相同的尺寸；通过计算其空间频率系数来识别由重要区块构成的参考图像，具体过程是，

假设主图像大小为M×N像素，其满足条件：M×N＞K，主图像才能被划分成多个不重叠的区块，假设Blk表示从主图像分割出的较小的区块，空间频率表达式为：

步骤3，利用奇异值分解方法，修改参考图像的奇异值，将其嵌入新的水印中，具体过程是，

假设参考图像为f'(μ,ν)，新的水印为w'(μ,ν)，在参考图像和新的水印上执行两个奇异值分解变换，表达式为：

其中，i＝f'、w'，U_i(μ,ν)和S_i(μ,ν)为正交矩阵，V_i(μ,ν)为对角矩阵，上角标T表示转置，符号*表示卷积运算；

步骤4，执行提取过程，其与上述嵌入过程类似，但是以相反的顺序实施；在选定区块的位置已知的情况下，再次重构经调制的参考图像，在其上执行奇异值分解变换以获得经调制的奇异值；合成的区块与它们的原始位置形成一一映射，水印图像最终在第二层中生成；新生成的水印通过用矩阵执行逆奇异值分解来重建，原来的水印恢复为能够被验证的图像，具体过程是，

恢复的水印G(μ,ν)能够被有效认证，表达式为：

NC(μ,ν)＝|IFT{|c(μ,ν)|^ρ-1c(μ,ν)}|² (6)

c(μ,ν)＝FT{G(μ,ν)}conj{FT{w(μ,ν)}} (7)

其中，FT{·}表示二维傅里叶变换，IFT{·}表示傅里叶逆变换，conj{·}表示计算参数的复共轭，ρ是所应用非线性的强度，w(μ,ν)是原始水印图像，NC(μ,ν)和c(μ,ν)均表示傅里叶变换过程中的中间变量。