[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

说明书

本发明公开了一种基于张量奇异值分解的彩色图像鲁棒水印方法，其水印嵌入中，提取原始彩色图像的三个通道各自的LL子带；对由三个LL子带合成的近似图像进行分块处理；对图像块进行T‑SVD得到对角张量；将灰度水印图像的主成分中的像素点的像素值嵌入到对角张量的第1个对角矩阵的最大奇异值中；对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，进而分解出三个通道的LL子带，得到含水印的彩色图像；水印提取中，同样获得合成的近似图像中的图像块的对角张量，进而得到待提取的水印图像的主成分；根据主成分和水印提取密钥提取得到水印图像；优点是保持了彩色图像的三个通道之间的密切关系，鲁棒性好且不可见性好。

技术领域

本发明涉及一种彩色图像水印技术，尤其是涉及一种基于张量奇异值分解的彩色图像鲁棒水印方法。

背景技术

随着计算机网络的迅速发展，数字数据的复制、传播和下载变得十分容易，严重损害了用户的合法权益。因此，数字产品的版权保护是一个亟待解决的问题。数字水印技术将一些有意义的信息嵌入到数字产品中，但不影响原始载体。数字水印方法为图像提供了一种有效的保护方法。然而在现实生活中，彩色图像起着主导作用，因此，对彩色图像水印技术的研究具有重要的意义和应用价值。

通常来说，图像水印技术可以分为：脆弱水印、半脆弱水印和鲁棒水印。鲁棒水印技术对常见的图像处理具有鲁棒性，是一种有效的图像版权保护方法。如：在J.M.Guo,H.Prasetyo.False-positive-free SVD-based image watermarking.J.VisualCommun.Image Represent.25(5)(2014),pp.1149-1163(基于SVD虚警检测图像水印)一文中，该方法首先将原始灰度图像划分为不重叠的图像块，然后把经过奇异值分解(SVD)的灰度水印的主成分嵌入到原始灰度图像中的图像块的奇异值矩阵中，实验表明该方法具有较强的鲁棒性和不可见性。又如：S.D.Lin,C.F.Chen,A robust DCT-based watermarkingfor copyright protection,IEEE Transactions on Consumer Electronics 46(3)(2000)415–421(基于DCT的鲁棒版权保护水印)，其提出了一种将水印直接嵌入到经过离散余弦变换的原始灰度图像的系数中的水印方法，实验结果表明该方法能很好地抵抗JPEG压缩，但敏感于高压缩率。上述的鲁棒水印方法仅仅关注了灰度图像，而无法对彩色图像进行水印嵌入。由于彩色图像可以分解为R、G、B三个通道，因此彩色图像含有更多的信息。基于这一点，更多的信息可以隐藏在彩色图像中。目前对彩色图像的水印的研究也越来越多。如：在D.Vaishnavi,T.Subashini.Robust and invisible image watermarking in RGBcolor space using SVD.Procedia Comput Sci,46(2015),pp.1770-1777(基于SVD的RGB彩色通道鲁棒不可见性图像水印)一文中，提出了一种基于SVD(Singular ValueDecomposition，奇异值分解)的彩色图像水印方法，该方法在原始彩色图像的B通道中使用SVD，然后提取出奇异值矩阵，并在这些奇异值矩阵中嵌入水印。又如：C.Q.Yin,L.Li,A.Q.Lv,L.Qu,Color image watermarking algorithm based on DWT-SVD,in:Automationand Logistics,2007IEEE International Conference on,2007,pp.2607–2611(基于DWT-SVD的彩色图像水印算法)，其提出了一种基于DWT-SVD(离散小波和奇异值分解)的彩色图像水印方法，该方法将水印图像的奇异值矩阵嵌入到原始彩色图像的G通道中。上述的彩色图像水印方法仅仅将水印嵌入到其中一个通道中，没有充分利用彩色图像中三个通道之间的密切关系，导致不能更好地保护彩色图像的版权。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于张量奇异值分解的彩色图像鲁棒水印方法，其保持了彩色图像的三个通道之间的密切关系，鲁棒性好且不可见性好。