[发明专利]基于量子随机游走和离散小波变换的鲁棒图像水印方法

权利要求书

1.基于量子随机游走和离散小波变换的鲁棒图像水印方法，其特征在于：该方法包括以下内容：

步骤1：水印图像的预加密；

步骤1.1：Zigzag置乱水印图像并重构为一维序列；

步骤1.2：运用量子随机游走系统生成的随机序列进一步置乱一维序列并反重构为系数矩阵；

步骤1.3：利用Arnold变换进加扰得到的系数矩阵，得到加密的水印图像；

步骤2：将水印图像嵌入到载体图像中；

步骤2.1：对步骤1中得到的加密水印图像进行8*8分块，然后对每个块作DCT操作，得到大小为8*8的系数矩阵；

步骤2.2：将SVD应用到每个系数矩阵得到对角矩阵和特征向量；运用量子随机游走系统生成的随机序列对特征向量进行加密；

步骤2.3：对载体图像先后进行2级离散小波变换，对高频子带进行16*16分块，然后对每个分块作DCT处理，对每个分块的右下角区域(8*8)作SVD得到对角矩阵和特征向量；运用量子随机游走系统生成的随机序列对对角矩阵进行加密；

步骤2.4：将水印图像的奇异值嵌入到载体图像的奇异值当中；

步骤2.5：对载体图像进行逆SVD和逆DCT运算；

步骤2.6：将得到的系数矩阵作为载体图像的高频信息做2级逆DWT，得到载有水印信息的图像，即载密图像；

步骤3：从载密图像中提取水印图像；

步骤3.1：通过量子随机游走系统生成的随机序列提取出原始的水印图像的特征向量和载体图像的对角矩阵；

步骤3.2：通过应用2-DWT将载密图像进行分解，对高频子带进行16*16分块，然后对每个分块作DCT操作，并对每个分块的交流分量区域作SVD；

步骤3.3：从载密图像的对角矩阵中提取水印图像的对角矩阵，联合特征向量先后进行逆SVD、逆DCT运算，得到预加密时的水印图像；

步骤3.4：对得到的预加密水印图像进行反Arnold变换并重构为一维序列，然后对一维序列进行反置乱并进行反重构，对得到的系数矩阵作反Zigzag置乱得到最终的原始水印图像。

2.根据权利要求1所述的基于量子随机游走和离散小波变换的鲁棒图像水印方法，其特征在于：将M×N的载体图像用I表示，m×n的水印图像用W表示；其中M和N为载体图像的长和宽，m和n为水印图像的长和宽；将x个结点环上双粒子QRW系统的初始参数作为密钥Key；

通过预加密算法E1将大小为m×n的水印图像W作置乱加密：W′＝E1(W,Key)；其中W′为置乱后的水印图像；

基于QRW系统的预加密过程的具体步骤如下：

步骤一：对水印图像W使用Zigzag置乱，得到系数矩阵W2；

步骤二：将系数矩阵W2重构为一维序列L；

步骤三：基于密钥Key运行量子随机游走系统生成随机序列K＝{k₁,k₂,…,k_m×n}；其中k₁，k₂…为组成随机序列K的具体数值；

步骤四：通过对随机序列K进行排序获得相应的索引序列S1；通过如下公式得到置乱序列L′：

L′(i)＝L(S1(i))

其中0＜i＜＜m×n，L(S1(i))是序列L的第S1(i)个元素，L′(i)和S1(i)分别是序列L′和S1的第i个元素；

步骤五：对序列L′进行反重构，得到大小为m×n的系数矩阵W3；

步骤六：利用Arnold变换进一步加扰W3得到加密的水印图像W′。