[发明专利]基于离散余弦变换的数字水印方法

摘要

本发明公开了一种基于离散余弦变换的数字水印方法，将可见水印嵌入到宿主图像中。在宿主图像中选取特定的区域作为嵌入区域，再用坎尼算子对嵌入区域进行边缘检测，并结合该区域的纹理和亮度特征，将可见水印图像子块嵌入宿主图像的离散余弦变换域中。由于坎尼算子能够精确检测边缘信息，所以本发明运用其计算图像边缘点个数。在嵌入可见水印时，嵌入区域的纹理和亮度特征对嵌入系数的选择有重大影响，所以将三方面特征综合考虑，在离散余弦变换域中自适应地将可见水印图像子块嵌入宿主图像中，从而保证宿主图像的质量，又能使可见水印细节可见。

主权项

1.一种基于离散余弦变换的水印方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1）在宿主图像中选取和可见水印图像同样大小的区域作为嵌入区域I,对所述嵌入区域I求子块的离散余弦变换系数，具体步骤如下：11）将嵌入区域I分成每块大小为8×8的非重叠的多个子块，对所述子块随机排序并予以编号，记为k,其中k=1，2，…；12）对每个所述子块进行离散余弦变换，得到各个子块的离散余弦变换矩阵，所述离散余弦变换矩阵由8×8的离散余弦变换系数组成；2）根据嵌入区域I的像素信息，分别获取子块的亮度信息、边缘密度归一化值、纹理强度归一化值：a）获取子块亮度信息的方法为：所述步骤12）中得到的子块的离散余弦变换矩阵的左上角的系数值即为直流分量，代表子块的亮度信息，用下列公式对每个子块的直流分量进行归一化，得到各个子块的亮度归一化值L(k)：L(k)=l(k)-lminlmax-lmin---(1)]]>其中，l(k)为子块的亮度信息，l_min和l_max。分别表示所有子块中最大和最小的亮度信息；b）获取子块边缘密度归一化值的方法为：用坎尼算子分别计算各个子块的边缘点个数，然后用下列公式分别对各个子块的边缘点个数进行归一化，得到各个子块的边缘密度归一化值E(k)：E(k)=e(k)-eminemax-emin---(2)]]>其中，e(k)为子块的边缘点个数，e_min和e_max分别表示嵌入区域I中边缘点个数的最大值和最小值；c）获取子块纹理强度归一化值的方法为：分别计算各个子块的平均灰度值，进而求得各个子块的灰度值方差，然后用下列公式对所有的灰度值方差进行归一化，得到各个子块的纹理强度归一化值T(k)：T(k)=t(k)-tmintmax-tmin---(3)]]>其中，t(k)为子块的灰度值方差，t_min和t_max分别表示嵌入区域I中灰度值方差的最大值和最小值；3）根据所述步骤2）中获取的图像信息，分别计算各个子块的嵌入系数λk：λ_k=L(k)*w_l+W(k)*w_e+T(k)*(1-w_l-w_e)(4)其中，w_l和w_e分别代表子块的亮度归一化值的权值和边缘密度归一化值的权值，所述两个权值的和小于1；4）可见水印图像嵌入：41）将可见水印图像分成不重叠的大小为8×8的多个子块，按照所述步骤11）中嵌入区域I的子块的排序，对所述可见水印图像的子块排序并对应编号，42）对每个所述可见水印图像的子块进行离散余弦变换，得到各个子块的离散余弦变换矩阵，所述水印图像的子块的离散余弦变换矩阵由8×8的离散余弦变换系数组成；43）：用下列公式将可见水印图像嵌入宿主图像的嵌入区域，得到嵌入区域的嵌入图像后的离散余弦变换系数：Iij′(k)=(1-λk)IijDCT(k)+λk*WijDCT(k)*IijDCT(k)255---(5)]]>其中，i，j分别表示水印图像的子块的离散余弦变换矩阵中系数的行序和列序，和分别表示嵌入区域和可见水印图像的第k个子块的离散余弦变换矩阵在i，j位置上的系数值，I′_ij(k)表示嵌入区域的第k个子块在i，j位置的嵌入图像后的离散余弦变换系数值，1≤i≤8,1≤j≤8；44）对嵌入区域的嵌入图像后的离散余弦变换系数组成的矩阵进行逆离散余弦变换，得到嵌入区域的嵌入图像后的子块，组成嵌入区域的水印嵌入图像；5）将嵌入区域部分和宿主图像的非嵌入区域合并得到包含水印的宿主图像。