[发明专利]基于反馈混沌系统和邻域辅助的图像认证方法

摘要

一种基于反馈混沌系统和邻域辅助的图像认证方法，在嵌入阶段将图像分块，建立当前图像块及其相邻图像块之间的关系，设计了基于反馈混沌系统的认证水印构造方法，认证水印被嵌入到图像块的最低有效位上；在认证阶段生成一个参考序列，并与提取的水印比较，根据比较的结果给出一个误差矩阵。优点是支持用户对精度的不同要求，检测精度是可调可控的。通过邻域辅助的方法建立了当前图像块和相邻图像块之间的关系，能够抵抗矢量量化攻击。反馈混沌系统保证了每个像素点都有等价的贡献，使水印认证码更加合理和有效。此外，检测过程既不需要原始图像也不需要原始水印，是盲检过程。认证的结果由一个误差矩阵给出，能够直观和形象的反映篡改的位置。

主权项

1、一种基于反馈混沌系统和邻域辅助的图像认证方法，其特征在于：它包含水印嵌入和水印提取、认证两个阶段；(1)水印嵌入阶段主要包括以下三个步骤：步骤1：图像分割对于一幅M×N大小的图像I，首先将其分割成互不重叠的尺寸为p×q的图像块；每个图像块表示为I_x，y，其中，x，y表示图像块在整幅图像中的位置；步骤2：认证水印的构造在每个图像块中，认证水印主要通过当前图像块及其右侧相邻块的像素值的某种运算而获得；而构造过程设计了一个反馈混沌系统；对于图像I，当前图像块记为I_x，y，其右侧相邻块记为I_x，y+1；这两个图像块共包含2p×q个像素，这2pq个像素依次输入到反馈混沌系统中，每个输入的像素都将参与混沌系统的初值计算；一个混沌系统可由公式(1)来描述，x_n+1＝f(x_n)    (1)以计算得到的初值代替公式(1)中的x_n，混沌系统执行G次迭代(其中G大于等于pq)，将产生一个混沌序列；第G次的结果作为混沌系统的反馈值参与下一个初值的运算；当前图像块及其右侧相邻块中的最后一个像素被输入后，将产生一个反馈混沌序列，从该序列中选出pq个元素，并将其转换成二值序列，作为认证水印；步骤3：水印嵌入将水印信息嵌入到当前图像块的最不重要位上；遍历所有的图像块之后，一幅含有水印的新图像就产生了；(2)水印的提取和认证阶段主要包含以下四个步骤：步骤1：将可疑图像分割成大小为p×q且互不重叠的图像块；步骤2：在每个图像块中，通过读取图像最低有效位的方法提取水印；步骤3：使用当前图像块和相邻图像块的像素值，应用反馈混沌系统产生一个参考序列；步骤4：比较提取的水印和产生的参考序列，从而判断图像块是否遭受篡改；如果两个信号中的每个元素都相同，就说明该图像块通过了认证，没有篡改发生；否则，就判断该图像块发生了篡改操作；最后给出一个误差矩阵E，用来表示检测的结果，并标记篡改发生的位置。