[发明专利]EVD-HG和DWT-SVD自适应水印图像处理方法

说明书

本发明属于数字水印技术和版权保护领域，为实现自适应地同时嵌入多个彩色水印，平衡嵌入水印图像的不可见性及隐藏方法对各种几何攻击或图像处理攻击的鲁棒性。为此，本发明采取的技术方案是，EVD‑HG和DWT‑SVD自适应水印图像处理方法,待隐藏的图像首先经由阿诺德Arnold和旋转器Gyrator变换进行置乱加密；然后，对载体图像进行小波变换，选中频部分进行奇异值分解，将加密后的多个彩色水印嵌入到载体图像的奇异值部分；最后，将包含秘密图像的奇异值部分与特征向量结合再进行逆小波变换，得到包含秘密图像的载体图像。本发明主要应用于数字水印场合。

技术领域

本发明属于数字水印技术和版权保护领域，涉及一种基于EVD-HG和DWT-SVD的自适应多彩色水印方法。

背景技术

互联网的迅速普及，伴随着数字技术的全面发展和数字媒体(如音频、图像、视频)的容易复制，增加了数字媒体的普及程度。但有时却没有达成协议，或者财产的意识，所以提出在版权保护方法上的不足。因此，如何保护多媒体数据防止被非法使用，越来越受到人们的重视。数字图像水印技术被认为是提供数字内容保护的有力解决方案，其主要思想是在宿主图像中嵌入代表宿主图像身份的可见或不可见的水印。主要考虑嵌入水印后的宿主图像具有好的不可见性的同时，兼顾其强的鲁棒性。

为了提高水印的性能，提出了很多方案来调节水印的鲁棒性和不可见性之间的矛盾。最早提出的基于DCT(离散余弦变换)、DWT(离散小波变换)、FT(傅里叶变换)等变换的数字水印可以通过调节嵌入强度使得水印图像具有良好的不可见性，但此类操作很难平衡嵌入水印图像的不可见性及隐藏方法对各种几何攻击或图像处理攻击的鲁棒性。基于此，之后在水印的基础上引入了数字图像加密，通过加密提高水印的鲁棒性。

此外，针对多彩色水印的嵌入，我们还要考虑不同水印嵌入到宿主图像不同的位置时它们之间相互作用的关系。由于自适应水印嵌入方法在考虑人眼视觉特性选择最佳嵌入位置的同时，能够结合水印的强鲁棒性确定相应的最佳嵌入强度。因此，自适应水印嵌入方法具有同时兼顾水印不可见性域鲁棒性的优点。这也是近年来数字水印领域着重研究的一种方法。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在实现自适应地同时嵌入多个彩色水印，平衡嵌入水印图像的不可见性及隐藏方法对各种几何攻击或图像处理攻击的鲁棒性。为此，本发明采取的技术方案是，EVD-HG和DWT-SVD自适应水印图像处理方法,待隐藏的图像首先经由阿诺德Arnold和旋转器Gyrator变换进行置乱加密；然后，对载体图像进行小波变换，选中频部分进行奇异值分解，将加密后的多个彩色水印嵌入到载体图像的奇异值部分；最后，将包含秘密图像的奇异值部分与特征向量结合再进行逆小波变换，得到包含秘密图像的载体图像。

具体步骤细化如下：

步骤1：水印图像的置乱加密：首先，将四幅彩色水印图像f_i分别在各自的R、G、B三个通道进行Arnold置乱变换；然后对置乱后的各通道水印图像进行Gyrator变换，得到加密后的水印图像g_i，i＝1,…,4，以此加强水印图像的鲁棒性和不可见性；在嵌入前计算四个水印图像的特征值Eig_g_i；

步骤2：水印的嵌入过程：首先将彩色宿主图像进行小波变换，为了兼顾水印的不可见性和鲁棒性，选取中频部分进行奇异值分解；计算经奇异值分解后的宿主图像不同嵌入位置的对比度函数Hg_i；通过Hg_i和Eig_g_i自适应地确定不同水印图像嵌入到不同位置时的最佳嵌入强度αf_i；将加密后的水印图像自适应地嵌入到经奇异值分解后的宿主图像中，得到g_ii；对融合水印后的奇异值Ss进行逆变换就可得到嵌入水印的宿主图像IW；

步骤3：水印的提取过程：首先将嵌入水印的图像进行小波分解，对中频部分进行奇异值分解，将得到的奇异值与之前的特征向量U1、V1结合得到含水印的奇异值Sss；从Sss中提取被加密的水印G_i；