[发明专利]基于模运算的小波系数调整水印方法

说明书

本发明涉及一种基于模运算的小波系数调整水印方法，将小波和SVD相结合，首先根据载体图像携带信息的不同特征，选择像素点动态范围变化较小的平滑区进行二级小波变换，将对应小波系数进行奇异值分解，并针对常规SVD对图像系数改动较大，导致图像鲁棒性不够好的问题，利用模运算减小其系数的改变幅度，实现水印的嵌入。该方法提高了图像的质量与水印的鲁棒性，并对于一般的信号处理和几何攻击有很强的鲁棒性，尤其是抗旋转攻击方面效果突出。

技术领域

本发明涉及一种数字信息处理技术，特别涉及一种基于模运算的小波系数调整水印方法。

背景技术

随着因特网走入千家万户，数字信息的传播更加便捷、高效。我们接触的几乎所有事物都转型为数字化，如纸质媒体到数字媒体的转化，在转型的过程中无不充斥着版权制度与传播技术的互动关系。然而，由于数字媒体容易复制、传播便捷的特点，侵犯版权等行为更难以防范。为此，在向无纸化、无胶片化转型的大背景下，数字水印技术作为一种数据保护和版权认证的方法应运而生，并逐渐发展成为现今信息领域的一个研究热点。在水印技术中，由于小波变换多分辨率、分解特性与人类视觉系统相符合、与常用国际压缩标准兼容等特性，使得小波域的水印技术得到广受关注。

基于小波域的数字水印虽然可以增强图像的鲁棒性，但其在缩放、旋转等攻击下效果一般，不能很好的恢复水印图像。许多学者在此基础上引入了奇异值分解(SVD)来增强水印算法的鲁棒性。一些文献利用SVD稳定性，缩放不变性等特性，将其应用于图像增强的领域内，取得了不错的效果。王祖喜等利用数字全息技术和奇异值分解，首先将水印进行处理后，将处理后的图像作为水印嵌入到小波的低频子带中，虽然鲁棒性得到了增强，但其不可见性受到影响。

发明内容

本发明是针对现有数字水印加密方法导致图像质量受影响的的问题，提出了一种基于模运算的小波系数调整水印方法，将小波和SVD相结合，首先根据载体图像携带信息的不同特征，选择像素点动态范围变化较小的平滑区进行二级小波变换，将对应小波系数进行奇异值分解，并针对常规SVD对图像系数改动较大，导致图像鲁棒性不够好的问题，利用模运算减小其系数的改变幅度，实现水印的嵌入。该方法提高了图像的质量与水印的鲁棒性，并对于一般的信号处理和几何攻击有很强的鲁棒性，尤其是抗旋转攻击方面效果突出。

本发明的技术方案为：一种基于模运算的小波系数调整水印方法，具体包括如下步骤：

1)水印预处理：利用预处理公式对载体图像产生的二进制序列W与密钥产生的二进制序列K进行一对一循环取模加密得到加密后的水印序列M，再将M转化成加密后的水印图像；

W＝w₁w₂w₃...w_n，其中n为W的长度；

K＝k₁k₂k₃,...k_m，其中m为K的长度；

M＝(m₁,m₂,...m_i...,m_l)，其中l＝max{m,n}；

预处理公式如下：

其中w_i为二进制序列W中第i个数据；k_i为二进制序列K中第i个数据；m_i为加密后的水印序列中第i个数据；l为加密后的水印序列中数据个数；

2)将载体图像分成互不重叠的大小为a×a的图像块B⁽¹⁾,B⁽²⁾,…B^(k)，其中k为图像块的个数,利用下式计算各个图像块平均差值D_i，选出相应的平滑块进行水印的嵌入；