[发明专利]一种避免误警的SVD双层数字水印方法

摘要

本发明涉及一种避免误警的SVD双层数字水印方法，包括：对宿主图像进行奇异值分解，将其奇异值矩阵叠加到水印图像中；对叠加了奇异值的水印图像进行奇异值分解，用其奇异值矩阵替换宿主图像的奇异值矩阵，构成含有第一层水印的图像；对叠加了奇异值的水印图像的特征值矩阵进行哈希加密；对嵌入第一层水印的图像进行分块离散余弦变换，将加密所得的哈希码嵌入各子块的离散余弦变换的系数中，得到含有第二层水印的图像。本发明适用于印刷品的版权保护，此双层水印能够在增加水印容量的同时保持良好的视觉质量，并且避免水印在提取时发生的误警问题。

主权项

1.一种避免误警的SVD双层数字水印方法，其特征在于，包括水印嵌入和水印提取两个过程，按照以下步骤实施：首先，水印的嵌入，具体包括以下步骤：步骤A1，利用SVD对宿主图像H和水印图像W进行分解，分别记为H＝UHSHVHT和W＝UWSWVWT；步骤A2，将水印图像W嵌入宿主图像奇异值矩阵S_H，得到新的图像矩阵计算如下：其中，α为嵌入强度，且α∈[0.01，0.1]；步骤A3，将宿主图像的奇异值矩阵S_H替换为图像经SVD操作所得的奇异值矩阵得到嵌入第一层水印信息的图像H_W，计算如下：步骤A4，将叠加了奇异值的水印图像的特征值向量矩阵U_W和V_W按列排成一维矩阵u_W和v_W，利用SHA‑256哈希加密算法对该一维矩阵进行加密处理，得到对应的哈希码R_U和R_V：RU＝Harshing(SHA‑256)(uW)，RV＝Harshing(SHA‑256)(vW)，并把RU和RV转换为二进制编码形式，再对二进制的RU和RV进行逻辑异或操作，得到一个新的二进制信号R，并取R的前64位作为第二层水印信息，记为Rw；步骤A5，将携带第一层水印信息的图像H_W分成8×8的子块，并对各子块实施DCT操作，将第二层水印信息R_w嵌入到各子块的直流(DC)系数C_i中，进行DCT逆变换得到携带两层水印信息的图像其中，i＝1，2，3.....，64；然后，水印的提取，具体包括以下步骤：步骤B1，将待提取水印的图像H’和原始宿主图像H均分成8×8的子块，并对各子块实施DCT操作，分别获取它们各自子块的DC系数和并根据二者对应位置子块的一对DC系数和生成二进制信号R’，其中，i＝1，2，3.....，64；步骤B2，由于原始水印图像W与叠加宿主图像奇异值的图像具有相同的特性向量，因此将水印图像W经SVD操作所得的特征向量矩阵U_W和V_W按列排成一维矩阵u_W和v_W，并用SHA‑256哈希加密算法对一维矩阵进行加密得到哈希码R_U和R_V，然后将哈希码转换为二进制编码形式，利用逻辑异或对二进制的R_U和R_V进行操作，获得二进制信号R，取R的前64位，即获得嵌入的第二层水印信息R_w；步骤B3，判断步骤B1获取的二进制信号R’与步骤B2得到的第二层水印信息Rw的匹配性，若二者的值相同，则进行下一步提取操作，若二者的值不同，则结束提取水印的操作，表示待提取水印的图像中没有携带水印信息；步骤B4，将原始水印图像W经SVD操作所得的奇异值矩阵S_W替换为待提取水印的图像H’经SVD操作所得的奇异值矩阵S_H′，得到新的图像根据宿主图像的奇异值矩阵S_H、图像以及嵌入强度α，提取出第一层水印图像W’，具体如下：