[发明专利]基于Logistic混沌映射和Walsh序列的非对称水印方法

摘要

本发明提供了一种基于Logistic混沌映射和Walsh序列的非对称水印算法，包括如下步骤根据载体图像的每块系数块的最大奇异值得到特征矩阵；选取与特征矩阵不相关的Walsh序列为公钥水印，根据Logistic映射动力学方程得到混沌序列，将所述混沌序列转换为取值为±1的序列并从中截取一个与特征矩阵不相关的序列作为私钥水印；根据公钥水印和私钥水印的加权和得到嵌入水印，根据嵌入水印的信息生成水印图像；对水印图像进行检测。本发明的技术方案安全性高，能够较好的保护版权，检测性能好，鲁棒性强。

主权项

一种基于Logistic混沌映射和Walsh序列的非对称水印方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：特征矩阵S的构建取m×m的图像Am×m作为载体图像，对所述载体图像进行DCT变换，从DCT系数中选取4k×4k个中频系数，构成矩阵B4k×4k，将所述矩阵B4k×4k分割成N块互不重叠的4×4系数块，N＝k×k，将第i块所述系数块记为Bi，i∈[1,N]，根据[ui,si,vi]＝svd(Bi)，对每块所述系数块进行奇异值分解并提取每块的最大奇异值，共得到N个最大奇异值，将N个所述最大奇异值构成特征矩阵S；步骤二：公钥水印Wp和私钥水印Ws的构建选取与所述特征矩阵S不相关的长度为N的Walsh序列为公钥水印Wp，即根据Logistic映射动力学方程xn+1＝μ0xn(1‑xn)，得到混沌序列X＝{x1,x2,Λ,xn}，式中，μ0为分支参数，μ0∈(0,4)，x的初值x0∈(0,1)，根据xi＝mod(round(xi×108),2)，将所述混沌序列X转换为取值为±1的序列，mod表示取模运算，round表示就近取整，从取值为±1的序列中，截取一个与所述特征矩阵S不相关的长度为N的序列Y＝{y1,y2,Λ,yN}作为私钥水印Ws，即上述公钥水印Wp和私钥水印Ws的构建无先后顺序；步骤三：生成水印图像A'm×m计算所述公钥水印Wp和所述私钥水印Ws的加权和，根据所述加权和构造得到嵌入水印Ww，该嵌入水印Ww的构造方法为：Ww＝αWs+βWp，α、β均为预设参数，α,β∈(0，1)，根据S'＝S+λWw，λ为预设参数，将所述嵌入水印Ww的信息采用加法嵌入所述特征矩阵S中，得到特征矩阵S'，对所述特征矩阵S'中每块所述系数块对应的奇异值进行奇异值反变换，得到修改后的DCT系数，采用修改后的DCT系数对所述载体图像进行DCT反变换，得到m×m的水印图像A'm×m；步骤四：水印检测对所述水印图像A'm×m采用所述步骤一的操作，得到特征矩阵S”，所述特征矩阵S”＝S+λWW+n0＝S+λ(αWs+βWp)+n0，n0表示由各种攻击所引起的干扰信号，采用Wp_threshold、Ws_threshold分别表示公钥检测阈值和私钥检测阈值，所述公钥检测阈值Wp_threshold的设定方法为：其中，为所述特征矩阵S的均值，为所述公钥水印Wp的均值，为所述公钥水印Wp的能量，根据上述公钥检测阈值Wp_threshold的设定方法，设定所述私钥检测阈值Ws_threshold，采用Wp_test、Ws_test分别表示公钥检测的检测值和私钥检测的检测值，根据公式：Wp_test=1NWpT*S′′=1NWpT(S+λ(αWs+βWp)+n0)=1NWpT*S+1NWpT*n0+λαNWpT*Ws+λβNWpT*Wp]]>计算得到所述Wp_test，参照相同计算方法计算得到所述Ws_test，将所述Wp_test与所述Wp_threshold进行比较，当Wp_test≥Wp_threshold，则判定所述公钥水印Wp存在，反之，则判定所述公钥水印Wp不存在，将所述Ws_test与所述Ws_threshold进行比较，当Ws_test≥Ws_threshold，则判定所述私钥水印Ws存在，反之，则判定所述私钥水印Ws不存在。