[发明专利]一种基于纠错编码的脆弱水印生成和认证方法

摘要

本发明公开了一种利用纠错编码理论的脆弱水印的生成和认证方法。本发明中水印生成方法是：将缩小的原始图像进行小波变换，对分解得到的小波变换低频系数进行量化。由此形成二进制数据与含指纹信息的二进制数据先进行BCH编码，再经过置乱加密形成最终的水印嵌入到原始图像的最低位上。水印认证方法是：取待认证图像的最低位，对其恢复置乱并进行相应的BCH译码。从中得到原始图像的信息、指纹信息及出错错误位置的信息，用于完整性认证及版权保护。本发明在进行图像认证时，不需要原始图像，也不需要原始水印信息，参数管理简单。本发明不仅可以区分篡改对象，精确定位篡改位置，指出篡改强度，还可以根据嵌入的指纹信息对版权所属问题提供依据。

主权项

1、一种基于纠错编码的脆弱水印生成和认证方法，包括脆弱水印生成方法和脆弱水印认证方法，其特征在于：脆弱水印生成方法包括如下步骤：(a)首先将原始图像I的像素点数值的最低有效位置零；然后将图像I的像素点进行隔点降采样，得到缩小后的图像J；(b)对图像J实施二维一级离散小波变换，分解得到小波变换的系数{LL，LH，HL，HH}，将其低频系数LL量化，形成二进制比特流DJ LL；(c)二进制比特流DJ LL与含指纹信息的二进制数据F按数据长度比例配比成包，形成欲编码的比特流Mi，进行BCH编码，形成数据Ci；(d)数据Ci经过置乱加密函数P(·)加密后，形成最终的水印W；(e)将最终的水印W嵌入到原始图像I的最低位上，得到嵌入脆弱水印的图像Iw；脆弱水印认证方法包括如下步骤：(f)对待认证的图像I*，取其最低位的水印W*，恢复置乱得到可能被篡改后的码字序列C*＝P-1(W*)，P-1(·)为置乱函数P(·)的反函数；(g)码字序列C*＝{C* 1，C* 2，…，C* L}经过与步骤(c)中BCH编码相对应的BCH译码得到信息M*和错误位置的序列Pe，从M*中按照二进制比特流RDJ* LL 与含指纹信息的二进制数据F*的数据长度比例恢复出二进制比特流RDJ* LL 及含指纹信息的二进制数据F*；二进制比特流RDJ* LL通过逆二维一级离散小波变换得到原始图像信息I2；(h)错误位置的序列Pc经过置乱加密函数P(·)的再次置乱得到水印篡改的差图ΔW；(i)将待认证的图像I*的像素点数值的最低有效位置零，然后将图像I*的像素点进行隔点降采样，得到缩小后的图像J*；(j)对图像J*实施二维一级离散小波变换，分解得到小波变换的系数{LL，LH，HL，HH}，将其低频系数LL量化，形成二进制比特流DJ* LL；(k)低频系数的差值ΔDLL经过通过逆二维一级离散小波变换得到非水印部分的篡改图像ΔI，ΔDLL＝|RDJ* LL-DJ* LL|。