[发明专利]基于改进博奇编码和数据区间映射的高鲁棒全息盲水印算法

说明书

本发明公开了一种基于改进博奇编码和数据区间映射的高鲁棒全息盲水印算法，根据计算全息的原理和特点，在空域扩展待编码图像的范围，运用改进的Burch编码算法对水印进行加密，并生成全息水印图像。将全息水印图像进行区间映射，将压缩后的数值进行数据区间映射，进一步提升了图像水印系统的安全性。其次，将RGB彩色载体图像转换到YUV色彩空间，选取Y分量进行二级离散小波变换，对低频分量进行分块，并对每个子块进行Schur分解。最后，选取上三角矩阵的第一行第一列作为全息水印嵌入的位置，动态选择合适的嵌入强度。将嵌入水印信息的上三角矩阵进行Schur重构，小波逆变换，并将YUV空间转成RGB颜色空间得到含水印信息的图像。

技术领域

本发明属于计算机全息技术、信息安全、版权保护的技术领域，尤其涉及一种基于改进博奇编码和数据区间映射的高鲁棒全息盲水印算法。

背景技术

随着网络技术与计算机技术的迅速普及，人们获取信息(取图像、音频、视频)的渠道更加便捷，为信息传输和存储提供了更丰富的载体。但是，数字媒体的易传播性和便捷性，也常常出现数字信息被盗用和侵权等现象。同时，人们对信息的需求与版权保护意识的日益增强。因此，对数字图像的版权保护进行研究具有重要的意义。

现有数字水印技术主要分为三大类鲁棒水印[Roop Singh，Alaknanda Ashok，Mukesh Saraswat.Optimised robust watermarking technique using CKGSA in DCT-SVD domain.2020，14(10):2052-2063.]、盲水印[Soumitra Roy，Arup Kumar Pal.A blindDCT based color watermarking algorithm for embedding multiplewatermarks.2017，72:149-161.]和零水印[温泉，孙锬锋，王树勋.零水印的概念与应用[J].电子学报，2003(02):214-216.]。鲁棒水印基本思想是将版权信息的部分信息(如最大奇异值)嵌入载体图像的不可见域，对于常规的攻击具有很好的鲁棒性，但在认证阶段需要提供部分水印信息才能提取完整的版权水印。零水印技术则是通过载体图像的特征信息与版权水印进行异或运算生成具有唯一性的零水印信息，在发生版权纠纷时，再将零水印用于提取版权信息。为解决鲁棒水印认证繁琐问题，Soumitra等人提出一种盲水印算法，将版权信息通过量化的方式将版权信息全部嵌入载体图像中，对于图像常规操作具有很好的鲁棒性，且在认证过程中不需要提供原始版权信息的任何信息，实现了盲提取过程。由于盲水印技术可以将版权信息全部嵌入载体图像中，且在认证过程中不需要原始版权的任何信息，因此，被广泛的应用于数字信息的版权保护。如文献[Guo Q，Chen G X，Luo J，et al.ABlind Watermarking Algorithm Using DWT and DCT Techniques for Color Image[J].Applied Mechanics and Materials，2015，731:179-182.]结合DWT和DCT将水印信息嵌入载体图像的中频子块中，先是将彩色图像转换成Lab空间，然后再对L分量进行DWT得到中频系数，并对中频系数进行分块，最后将水印信息嵌入子块的DCT系数中。由于DCT系数对图像旋转较为敏感，因此，对于旋转攻击鲁棒性能较差。因此文献[Soumitra Roy，Arup KumarPal.A blind DCT based color watermarking algorithm for embedding multiplewatermarks.2017，72:149-161.]在彩色图像的蓝色分量和绿色分量中嵌入多重水印，并用重复码替换中频块的DCT系数，以提高算法的鲁棒性能。在水印嵌入DCT系数中，虽然能够很好的保护透明性和提高鲁棒性，但由于图像几何位置发生改变时，DCT系数变化较大，因此对于几何攻击鲁棒性较差。