[发明专利]一种基于张量奇异值分解的彩色图像鲁棒水印方法

权利要求书

1.一种基于张量奇异值分解的彩色图像鲁棒水印方法，其特征在于包括水印嵌入和水印提取两部分；

所述的水印嵌入部分的具体步骤为：

步骤1_1：将宽度为M且高度为N的原始彩色图像记为I_org，将I_org的R通道图像、G通道图像、B通道图像对应记为I_R、I_G、I_B；将宽度为A且高度为B的灰度水印图像记为W；然后对W进行奇异值分解，得到W的主成分，记为J；其中，1＜A＜M且M能被2A整除，1＜B＜N且N能被2B整除，I_R、I_G、I_B的宽度均为M且高度均为N，J的宽度为A且高度为B；

步骤1_2：对I_R进行一级离散小波变换，提取出I_R的LL子带、HL子带、LH子带、HH子带；同样，对I_G进行一级离散小波变换，提取出I_G的LL子带、HL子带、LH子带、HH子带；对I_B进行一级离散小波变换，提取出I_B的LL子带、HL子带、LH子带、HH子带；然后将I_R的LL子带、I_G的LL子带、I_B的LL子带合成一幅I_org的近似图像，记为K_com；其中，I_R的LL子带、I_G的LL子带、I_B的LL子带、K_com的宽度均为且高度均为

步骤1_3：将K_com分割成A×B个互不重叠的尺寸大小为的图像块；然后对K_com中的每个图像块进行T-SVD，得到K_com中的每个图像块的对角张量；再将J中的每个像素点的像素值嵌入到K_com中的每个图像块的对角张量的第1个对角矩阵的最大奇异值中，得到对应的嵌入水印后的图像块；其中，对角张量的大小为

所述的步骤1_3中，对于K_com中的第i个图像块，将其记为Q_i，其中，i为正整数，i的初始值为1，1≤i≤A×B；对Q_i进行T-SVD得到Q_i＝U_i×S_i×V_i^T，其中，U_i为Q_i的左正交张量，V_i为Q_i的右正交张量，V_i^T为V_i的转置，S_i为Q_i的对角张量，U_i、V_i、S_i均为三阶张量，U_i的大小为V_i的大小为S_i的大小为S_i由3个对角矩阵叠加在一起构成；将J中的第i个像素点的像素值嵌入到S_i的第1个对角矩阵的最大奇异值中，得到对应的嵌入水印后的最大奇异值，记为λ'_i,max，λ'_i,max＝λ_i,max+α×J(i)，进而得到对应的嵌入水印后的图像块，其中，λ_i,max表示S_i的第1个对角矩阵的最大奇异值，α表示用于平衡鲁棒性和不可见性的尺度因子，α∈(0,1)，J(i)表示J中的第i个像素点的像素值；

步骤1_4：对每个嵌入水印后的图像块进行T-SVD的逆变换，得到嵌入水印后的近似图像，记为K_com,w；然后从K_com,w中分解出R通道图像的LL子带、G通道图像的LL子带、B通道图像的LL子带；再对K_com,w的R通道图像的LL子带、I_R的HL子带、I_R的LH子带、I_R的HH子带进行一级离散小波逆变换，得到K_com,w的R通道图像，记为I_R,w；同样，对K_com,w的G通道图像的LL子带、I_G的HL子带、I_G的LH子带、I_G的HH子带进行一级离散小波逆变换，得到K_com,w的G通道图像，记为I_G,w；对K_com,w的B通道图像的LL子带、I_B的HL子带、I_B的LH子带、I_B的HH子带进行一级离散小波逆变换，得到K_com,w的B通道图像，记为I_B,w；其中，K_com,w、K_com,w的R通道图像的LL子带、K_com,w的G通道图像的LL子带、K_com,w的B通道图像的LL子带的宽度均为且高度均为I_R,w、I_G,w、I_B,w的宽度均为M且高度均为N；

步骤1_5：根据I_R,w、I_G,w、I_B,w，得到含水印的彩色图像；

所述的水印提取部分的具体步骤为：

步骤2_1：将宽度为M'且高度为N'的遭到攻击的含水印的彩色图像或未遭到攻击的含水印的彩色图像记为I_w^*，将I_w^*的R通道图像、G通道图像、B通道图像对应记为I_R,w^*、I_G,w^*、I_B,w^*；其中，I_R,w^*、I_G,w^*、I_B,w^*的宽度均为M'且高度均为N'，M'与M相等，N'与N相等；

步骤2_2：对I_R,w^*进行一级离散小波变换，提取出I_R,w^*的LL子带；同样，对I_G,w^*进行一级离散小波变换，提取出I_G,w^*的LL子带；对I_B,w^*进行一级离散小波变换，提取出I_B,w^*的LL子带；然后将I_R,w^*的LL子带、I_G,w^*的LL子带、I_B,w^*的LL子带合成一幅I_w^*的近似图像，记为K_com,w^*；其中，I_R,w^*的LL子带、I_G,w^*的LL子带、I_B,w^*的LL子带、K_com,w^*的宽度均为且高度均为

步骤2_3：将K_com,w^*分割成A×B个互不重叠的尺寸大小为的图像块；然后对K_com,w^*中的每个图像块进行T-SVD，得到K_com,w^*中的每个图像块的对角张量，进而得到待提取的水印图像的主成分；再根据待提取的水印图像的主成分和水印提取密钥，提取得到水印图像，记为W^*；其中，对角张量的大小为待提取的水印图像的主成分、W^*的宽度均为A且高度均为B。