[发明专利]一种具有多重密钥的数字图像零水印嵌入和提取方法

摘要

本发明公开了一种具有多重密钥的数字图像零水印嵌入和提取方法，嵌入水印时其从原始数字图像自身不同的特征信息中构造出多重水印密钥，然后分别与待嵌入的实际数字水印相结合形成多重零水印信息后注册到数字水印信息数据库中，提取水印时是利用待测数字图像自身不同的特征信息中构造出多重水印密钥，再结合多重零水印信息实现提取；本发明不仅使得嵌入的数字水印处于多重保护之下，有效提高了数字水印的安全性，而且保证了原始数字图像的质量没有任何下降，同时充分结合和利用了各种变换域的特点，实现了具有优异鲁棒性能的抗常规图像处理攻击的数字水印嵌入和提取方法，因此很好地平衡了数字水印的鲁棒性和不可觉察性之间的矛盾。

主权项

1.一种具有多重密钥的数字图像零水印嵌入方法，其特征在于包括以下步骤：①-1、在零水印嵌入端，假设待嵌入数字水印的原始数字图像为8bit的灰度图像，记为F，F={0≤f(i,j)≤255,1≤i≤I,1≤j≤J}，假设待嵌入的实际数字水印为一个二值图像，记为W，W={w(m,n)=0或1,1≤m≤M,1≤n≤N}，其中，I表示待嵌入数字水印的原始数字图像F的竖直分辨率，J表示待嵌入数字水印的原始数字图像F的横向分辨率，I×J表示待嵌入数字水印的原始数字图像F的分辨率，f(i,j)表示待嵌入数字水印的原始数字图像F中坐标位置为(i,j)的像素的像素值，M表示待嵌入的实际数字水印W的竖直分辨率，N表示待嵌入的实际数字水印W的横向分辨率，M×N表示待嵌入的实际数字水印W的分辨率，w(m,n)表示待嵌入的实际数字水印W中坐标位置为(m,n)的像素的像素值；①-2、对待嵌入数字水印的原始数字图像F进行归一化处理，将归一化处理后得到的数字图像记为F′，将F′中坐标位置为(i,j)的像素的像素值记为f′(i,j)，f′(i,j)=f(i,j)/255；①-3、对归一化处理后得到的数字图像F′进行L级二维离散小波分解，得到一个第一小波逼近子图和多个第一小波细节子图，将第一小波逼近子图记为FA，其中，FA的分辨率为min()为取最小值函数，max()为取最大值函数，符号表示取小于其自身的最大整数；①-4、对FA分别进行二维离散余弦变换、二维离散傅里叶变换和二维奇异值分解，对应获得第一二值数字水印密钥W_C、第二二值数字水印密钥W_F和第三二值数字水印密钥W_S；①-5、对待嵌入的实际数字水印W进行置乱处理，得到置乱后的数字水印，记为W_R，然后将W_R分别与第一二值数字水印密钥W_C、第二二值数字水印密钥W_F和第三二值数字水印密钥W_S结合，对应得到第一零水印信息、第二零水印信息和第三零水印信息，分别记为W_RC、W_RF和W_RS，W_RC=xor(W_R,W_C)，W_RF=xor(W_R,W_F)，W_RS=xor(W_R,W_S)，再将第一零水印信息W_RC、第二零水印信息W_RF和第三零水印信息W_RS保存于注册机构的数字水印信息数据库中，完成实际数字水印W的嵌入，其中，xor()为异或运算函数；①-6、在零水印嵌入端，将实际数字水印W、第一零水印信息W_RC、第二零水印信息W_RF和第三零水印信息W_RS传输给零水印提取端。