[发明专利]基于DT-CWT和SVD变换的鲁棒彩色数字图像水印方法

说明书

本发明属于数字水印技术领域，具体为一种基于DT‑CWT和SVD的鲁棒彩色数字图像水印方法。本发明中，水印嵌入方首先将彩色图像U通道进行4级DT‑CWT变换，将第四级和第三级的6个高通子带做分块处理且在每个子块中做SVD变换；然后选择每个子块对角矩阵中的第一个特征值嵌入水印；利用每个子块生成感知信号对水印进行调制；最后利用果蝇优化算法对嵌入强度进行计算，优化鲁棒性；水印检测方接收到在信道传输后的图像，根据嵌入的逆过程对嵌入的水印进行提取，并与共享密钥生成的水印进行比对，检测水印有无。本发明避免了检测者需要事先获取水印信息和原始图像大小信息，能够在全盲条件下，具有较好的不可见性和较强的鲁棒性。

技术领域

本发明属于数字水印技术领域，具体涉及一种基于DT-CWT和SVD变换的鲁棒彩色数字图像水印方法。

背景技术

目前现有的数字图像水印技术大多是对载体图像的所有或某些选定区域进行受控的修改以嵌入水印，同时保证含有水印图像的不可见性和鲁棒性。但在针对数字产品不同攻击的出现下，鲁棒数字图像水印应该不断向前发展。针对实际应用中的各种攻击都应该有效起到保护版权的作用。只有不断突破原始数字图像水印算法在实际攻击中的局限性，才能在信息安全的对抗中占据优势。

一位水印技术即水印用作验证码而不具有实际意义，其中检测器的作用是检查水印的存在/不存在。实际中，复制检测，版权保护和广播监视等都可以利用一位水印技术实现。在版权保护中，检测者只需拥有密钥即可检测版权，为实际应用提供了一定的便捷性。

现有的一位水印技术主要包括空间域和变换域两种。尽管空间域方法简单易行，并且易于应用和实施，但变换域方法在不可见性和鲁棒性方面提供了更高的性能。那么选择何种变换方法和如何利用选定的变换域嵌入水印引起了人们的兴趣。查阅文献可知，目前现有的方法大多在实际应用中有很大的局限性。

发明内容

本发明利用DT-CWT变换的近似移位不变性、良好的方向选择性和重构性、有限的冗余以及计算复杂度低的特点，提供一种基于DT-CWT(双数复小波变换)和SVD(奇异值分解)的鲁棒彩色数字图像水印方法，旨在利用健壮的图像水印算法，实现数字图像的版权保护。

本发明提供的基于DT-CWT和SVD变换的鲁棒彩色数字图像水印方法，这里设有水印嵌入者E、水印提取者D；具体步骤如下:

水印嵌入者E，首先利用与检测者共享的密钥Key根据图像大小生成由1和-1组成的水印矩阵W；

然后提取出彩色图像的U通道，在U通道上做4级DT-CWT变换，将第四级的6个高通子带信号和第三级的6个高通子带信号分为不重叠的块，其中1≤l≤6为6个高通子带编号；

然后在每个子块中做SVD变换，提取出子块对角矩阵中第一个特征值和嵌入水印，其中3、4为级数，l为高通子带，k为块数；

然后利用每个子块生成感知信号和作为嵌入水印的权重，对嵌入的水印信号调制，利用果蝇优化算法[1]对PSNR、SSIM及在不同攻击下的水印与提取水印的归一化互相关函数值(NCC)对水印嵌入因子α进行优化；

最后由水印检测者根据提取的水印信息，检测水印的有无。

本发明方法需要具备以下条件：

(1)水印嵌入者E和水印检测者D持有相同的密钥Key。

本发明方法具体操作流程为：

水印嵌入者E：