[发明专利]一种融合离散傅里叶变换的空域彩色数字图像盲水印方法

权利要求书

1.一种融合离散傅里叶变换的空域彩色数字图像盲水印方法，包含具体的水印嵌入和水印提取两个过程，其水印嵌入过程描述如下：

第一步：对一幅像素大小为M×M的彩色载体图像H作降维处理，得到红、绿、蓝三个分层载体图像H_i，并将各分层载体图像H_i分为像素大小是m×m的非重叠像素块，其中i＝1,2,3分别表示红、绿、蓝三层；

第二步：对一幅像素大小为N×N的彩色水印图像W作降维处理，得到红、绿、蓝三个分层水印图像，同时，为了提高水印的安全性，对每个分层水印图像进行基于密钥Ka_i的Arnold变换得到置乱后的三个分层水印图像W_i；将分层水印图像W_i中的每个十进制像素值转换为8位二进制数，依次连接成长度为8N²的水印位序列SW_i，其中i＝1,2,3分别表示红、绿、蓝三层；

第三步：按照纵向选块顺序依次从分层载体图像H_i中选择相邻像素块A和B，其中i＝1,2,3分别表示红、绿、蓝三层；

第四步：根据公式(1)，在空域中直接计算出像素块A和B的直流分量df_p；

其中，p＝1,2分别表示像素块A和B，m为像素块p的行(列)的像素大小，f_p(x,y)为像素块p第x行第y列的像素值；

第五步：按照先后顺序依次从分层水印序列SW_i中选取待嵌入水印位w；根据相邻像素块直流分量间的相似性及RGB色彩空间中的通道相关性，选用不同量化步长T_i，利用公式(2)、(3)，嵌入水印信息w得到像素块p修改后的直流分量df_p^*，p＝1,2分别表示像素块A和B；

其中，w为待嵌入水印位，avg＝(df₁+df₂)/2，T_i为第i层的量化步长，i＝1,2,3分别表示红、绿、蓝三层；

第六步：依据公式(4)，计算像素块p修改后的像素值f_p^*(x,y)，并用其替换原像素块p中相应位置的像素值f_p(x,y)，得到含水印的像素块A^*和B^*，其中p＝1,2；

第七步：将含水印像素块A^*和B^*分别更新到其在分层载体图像H_i中的相应位置，其中i＝1,2,3分别表示红、绿、蓝三层；

第八步：重复执行本过程的第三步到第七步，直到所有的水印信息都被嵌入完成为止，由此得到含水印的分层载体图像H_i^*，其中i＝1,2,3分别表示红、绿、蓝三层；

第九步：组合三层含水印的分层载体图像H_i^*得到含水印的彩色载体图像H^*，其中i＝1,2,3分别表示红、绿、蓝三层；

其水印提取过程描述如下：

第一步：通过降维处理将含水印载体图像H^*分成红、绿、蓝三个含水印的分层载体图像H_i^*；同时，将每个含水印的分层载体图像H_i^*分成像素大小为m×m的非重叠像素块，其中i＝1,2,3分别表示红、绿、蓝三层；

第二步：按照纵向选块顺序依次从含水印分层载体图像H_i^*中选择相邻的含水印像素块A^*和B^*，其中i＝1,2,3分别表示红、绿、蓝三层；

第三步：根据公式(5)，在空域中直接计算出含水印像素块A^*和B^*的直流分量df_p^*；

其中，p＝1,2分别表示含水印像素块A^*和B^*，m为含水印像素块p的行(列)的像素大小，f_p^*(x,y)为含水印像素块p第x行第y列的像素值；

第四步：根据含水印像素块A^*和B^*的直流分量df_p^*之间的大小关系，利用公式(6)从含水印像素块A^*和B^*中提取水印位w^*，其中p＝1,2；

第五步：重复执行本过程的第二步到第四步，得到提取的二进制水印序列SW_i^*，然后，依次将SW_i^*中每8位二进制信息划分为一组并转换成十进制的像素值，最终形成提取的分层水印图像，其中i＝1,2,3分别表示红、绿、蓝三层；

第六步：对提取的分层水印图像进行基于密钥Ka_i的逆Arnold变换，获得提取的分层水印图像W_i^*，其中i＝1,2,3分别表示红、绿、蓝三层；

第七步：组合提取的分层水印图像W_i^*形成最终的提取水印图像W^*，其中i＝1,2,3分别表示红、绿、蓝三层。