[发明专利]一种融合快速傅里叶变换的彩色QR码数字盲水印方法

说明书

本发明结合空域数字水印算法运行速度快和频域数字水印算法鲁棒性高的优点，公开了一种融合快速傅里叶变换的彩色QR码数字盲水印方法。本发明根据快速傅里叶变换直流系数的独有特性，在空域中获得图像块的快速傅里叶变换的直流系数，并利用该直流系数在空域中完成数字水印的嵌入与盲提取，而无需进行真正的快速傅里叶变换即可完成。该发明能将彩色QR码数字水印嵌入到彩色宿主图像中，不但具有较好的水印隐蔽性和较强的鲁棒性，而且具有较好的实时性，解决了大容量彩色图像数字水印运行速度慢的难题，适用于快速、高效进行数字媒体版权保护的场合。

技术领域

本发明属于信息安全技术领域，涉及高容量强鲁棒彩色数字水印图像的快速版权保护。

背景技术

随着多媒体技术的快速发展，越来越多的彩色数字图像在网络上涌现、传播并成为现代信息的主要媒介之一，随之而来的盗版、侵权等非法行为屡见不鲜，其版权保护问题也越来越备受国内外学者的广泛关注。为此，一方面要求版权保护的标识趋向于美观实用、高容量的彩色图像数字水印，而不再局限于容量较小的伪随机序列、二值图像或灰度图像；另一方面，随着移动终端设备的广泛普及，现有的水印算法，尤其采用了人工智能、深度学习等技术的数字水印算法，因其较长的运行时间难以满足快速、高效的应用需求，需要进一步提高其运行速度。

依据宿主图像工作域的不同，数字水印算法主要有空域数字水印算法和频域数字水印算法；前者具有算法简单、运行快的优点，但具有鲁棒性弱的缺点，而后者虽具有鲁棒性强的优点，但其相应变换域的正变换和反变换造成水印算法运行时间较长，影响了算法的实时性、实用性和可推广性。因此，如何充分结合二者的优点设计鲁棒性强、实时性好的数字水印算法成为亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种融合快速傅里叶变换的彩色QR码数字盲水印方法，其特征在于通过具体的水印嵌入过程和提取过程来实现的，其水印嵌入过程描述如下：

第一步：图像的预处理操作：将一幅大小为 M× M的24位彩色宿主图像 H分为红、绿、蓝三个颜色通道 H_i，将每个通道分成大小为 m× m的非重叠像素块；将一幅大小为 N×N的24位彩色QR码水印图像 W也分为红、绿、蓝三个颜色通道 W_i，并依次将每个颜色通道 W_i进行基于密钥 Ka_i的Arnold置乱变换，并将通道 W_i的每一个十进制像素值转换为长度为8位的二进制数值，将 W_i中的二进制数值依次拼接为水印的字符串序列 SW_i， SW_i 的总长度 lenw为 N× N×8，其中 i=1,2,3，分别表示红、绿、蓝三个颜色通道；