[发明专利]基于四元数PHFM的三图像零水印构造方法和检测方法

权利要求书

1.基于四元数PHFM的三图像零水印构造方法，其特征在于用于同时使用三幅医学图像构造零水印图像，三幅医学图像的大小均为N×N，水印图像的大小为P×Q，包括如下步骤：

S100、计算上述三幅医学图像的四元数极谐Fourier矩；

S200、基于密钥选取P×Q个四元数极谐Fourier矩，并基于选取的四元数极谐Fourier矩的幅值计算二维特征矩阵；

S300、对二维特征矩阵逐列比较列向量中每个幅值和列向量幅值平均值的大小，构造感知哈希序列；

S400、构造Logistic混沌映射序列并将其转换为二值序列，对二值序列和感知哈希序列进行异或操作得到混沌序列；

S500、将混沌序列与水印图像进行异或操作，生成零水印图像。

2.根据权利要求1所述的基于四元数PHFM的三图像零水印构造方法，其特征在于步骤S100中，以三幅医学图像作为四元数的三个虚部，计算上述三幅医学图像的四元数极谐Fourier矩。

3.根据权利要求2所述的基于四元数PHFM的三图像零水印构造方法，其特征在于步骤S200包括如下分步骤：

S210、根据密钥从上述四元数极谐Fourier矩中随机选取P×Q个矩；

S220、计算上述选取的四元数极谐Fourier矩的幅值作为图像特征；

S230、对四元数极谐Fourier矩的幅值进行升维计算得到二维特征矩阵V，V＝(v_i,j,0≤i≤P,0≤j≤Q)

其中，v_i,j表示二维特征矩阵V在坐标(i,j)处的值。

4.根据权要求3所述的基于四元数PHFM的三图像零水印构造方法，其特征在于步骤S300包括如下分步骤：

S310、对于二维特征矩阵逐列计算每列向量对应的列向量幅值平均值；

S320、对于二维矩阵逐列进行如下计算：将当前列向量的每个幅值逐一与当前列向量的列向量幅值平均值进行大小比较，并生成序列元素；

其中，当幅值大于或等于列向量幅值平均值时，序列元素记为1，当幅值小于列向量幅值平均值时，序列元素记为0；

S330、将上述序列元素扫描成序列，即得到感知哈希序列H，

H＝(h_i,j,0＜i＜P,0＜j＜Q)

其中，h_i,j表示感知哈希序列H在坐标(i,j)处的值。

5.根据权要求4所述的基于四元数PHFM的三图像零水印构造方法，其特征在于步骤S400包括如下分步骤：

S410、通过初始值为x₀的Logistic混沌映射生成长度为P×Q的混沌序列L；

S420、将混沌序列L转换为二值序列L'，

其中，Threshold为L的均值；

S430、对二值序列L'与哈希序列H进行异或操作生成混沌序列H'，

6.基于四元数PHFM的三图像零水印检测方法，其特征在于用于同时对三幅待检测医学图像进行水印检测，三幅待检测医学图像的大小均为N×N，水印图像的大小为P×Q，包括如下步骤：

L100、计算上述三幅待检测的医学图像的四元数极谐Fourier矩；

L200、基于密钥选取P×Q个四元数极谐Fourier矩，并基于选取的四元数极谐Fourier矩的幅值计算二维特征矩阵；

L300、对二维特征矩阵逐列比较列向量中每个幅值和列向量幅值平均值的大小，构造感知哈希序列；

L400、构造Logistic混沌映射序列并将其转换为二值序列，对二值序列和感知哈希序列进行异或操作得到混沌序列；

L500、将混沌序列与通过权利要求1-5任一项所述的基于四元数PHFM的三图像零水印构造方法构造的零水印图像进行异或操作，提取水印图像。

7.根据权利要求6所述的基于四元数PHFM的三图像零水印检测方法，其特征在于步骤L100中，以三幅待检测医学图像作为四元数的三个虚部，计算上述三幅医学图像的四元数极谐Fourier矩。