[发明专利]一种基于稀疏表示的彩色图案水印嵌入和提取方法

权利要求书

1.一种基于稀疏表示的彩色图案水印嵌入和提取方法，其特征在于，

嵌入包括以下步骤：

A1、分别对原色图像Y的R、G和B通道的图像Y_R、Y_G、Y_R执行4×4非重叠块操作；

R1、使用冗余字典从图像中分解出样本集L_R，然后生成分解路径和R通道稀疏系数矩阵其中X_R表示原子集，c_rk是对应的稀疏系数；

C1、使用分解路径X得到G通道和B通道的稀疏系数矩阵和图像Y表示为，

D1、将二值水印图像转换成水印信息序列W＝(w₁，w₂，...，w_k，..，w_m)，将水印信息X嵌入到系数矩阵C_G和C_B各列的非零元素中，

C′_GB＝k×W+C_GB

其中，k是水印嵌入强度的因子，C_GB是由C_G和C_B矩阵中每列的最后一个非零元素值构成的矩阵；

E1、使用冗余字典对系数矩阵C′_GB进行稀疏重构，得到Y′_G和Y′_B图像，带水印的彩色图像表示为，

Y′＝Y_R+Y′_G+Y′_B；

提取包括以下步骤：

A2、将带水印的彩色图像分为R、G和B三个通道，分别表示为Y″_R、Y″_G和Y″_B，然后通过4×4非重叠块运算得到样本集L″_R、L″_G和L″_B；

B2、利用R通道的L″_R的分解路径X和冗余字典对样本集L″_G和L″_B进行稀疏分解，得到稀疏系数矩阵C″_G和C″_B；

C2、从C″_G和C″_B矩阵中每列的最后一个非零元素以及C_G和C_B矩阵中每列的最后一个非零元素中，根据水印信息的嵌入顺序提取水印信息W′，

W′＝(C″_GB-C_GB)/k。

2.如权利要求1所述的基于稀疏表示的彩色图案水印嵌入和提取方法，其特征在于：所述冗余字典为二值冗余字典，二值冗余字典的生成方法包括以下步骤，

A3、使用K-SVD算法训练初始字典，得到学习型字典；

B3、使用OTSU算法对字典原子执行值为0和1的二值化操作；

C3、通过测量每个原子中数字1的数量，将原子排列组合成基于降序的二值冗余字典。

3.如权利要求2所述的基于稀疏表示的彩色图案水印嵌入和提取方法，其特征在于：采用长度为1的原子来补充二值冗余字典，保证二值冗余字典完全分解样本，残差值为0。