[发明专利]一种基于图变换和粒子群优化算法的融合域盲水印方法

说明书

本发明结合空域数字水印算法运行速度快和频域数字水印算法鲁棒性高的优点，公开了一种基于图变换和粒子群优化算法的融合域盲水印方法。本发明根据图变换去数据相关的特性，并结合粒子群优化算法获得最优解的特性，首先在空域中获得图像块经图变换后的第一个频域系数，然后在空域中利用该系数完成数字水印的嵌入与盲提取，最后使用粒子群优化算法进行优化以选取最优的量化步长。该发明能将彩色图像数字水印嵌入到彩色宿主图像中，不但具有较好的水印隐蔽性和较强的鲁棒性，而且具有较好的实时性和安全性，解决了大容量彩色图像数字水印运行速度慢的难题，适用于快速、高效、安全地进行数字媒体版权保护的场合。

技术领域

本发明属于信息安全技术领域，涉及大容量彩色数字图像的快速版权保护。

背景技术

随着数字化、网络化、信息化时代的到来，彩色数字图像等数字多媒体信息的传输量呈指数状态增长，在愈发复杂的网络背景下，盗版、篡改等一系列数字侵权问题也随之产生，因此，相关的版权保护问题也逐渐受到国内外学者的广泛关注。一方面，版权保护的标识趋向于美观实用且具有高信息量的彩色图像；另一方面，随着移动终端设备的广泛普及以及硬件配置的逐步升级，人们越来越追求更快速、高效的工作效率，而具有较长运行时间的单一频域水印算法难以满足人们的应用需求。因此，需要进一步提高信息量数字水印算法的运行速度。另外，依据载体图像工作域的不同，数字水印算法也包括简单、高效的空域数字水印算法，但其具有鲁棒性弱的缺点。因此，结合空域数字水印算法和频域数字水印算法各自的优点，在保证水印不可见性和算法鲁棒性的基础上，设计一种高实时性、高安全性的彩色图像数字水印方法成为当前数字水印技术研究的重点和难点之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于图变换和粒子群优化算法的融合域盲水印方法，其特征在于通过具体的水印嵌入过程和提取过程来实现，其水印嵌入过程描述如下：

第一步：首先，将一幅像素个数为N×N的24位彩色图像数字水印W依照红、绿、蓝三基色的顺序分成3个分层水印图像W_i；然后，将每个分层水印图像进行基于密钥Ka_i，Kb_i，Kc_i的分数阶Chen式混沌映射加密；最后，将加密后的分层水印图像W_i’中的每个十进制数表示的像素用8位二进制数表示，并依次连接形成长度为8N²的分层水印位序列SW_i，其中密钥Ka_i，Kb_i，Kc_i由非对称加密算法RSA随机产生，i=1, 2, 3分别表示红、绿、蓝三层；