[发明专利]一种基于QR码的遥感影像数字水印的嵌入及提取方法

摘要

本发明公开了一种基于QR码的遥感影像数字水印的嵌入及提取方法，将QR码作为水印信息，嵌入到载体影像中。在QR码的生成过程中，在去掉空相应的固定信息的基础上，将剩余水印信息分为数据编码和纠错编码两部分。对载体影像进行8*8分块DCT变换，在嵌入特征水印的前提下，基于QR码的自纠错原理，将QR码的纠错编码部分嵌入在鲁棒性强的低频系数中，将数据编码部分嵌入到对图像质量影响较弱的中频系数中。同时，还给出了水印信息提取的方法。本发明方法利用QR码的编码机制和自纠错原理，对水印信息进行了数据压缩和预处理，降低了嵌入数据量。同时，本方法在实现水印的不可见性及盲检测的基础上，能够有效地抵抗压缩、裁剪等普通攻击以及复合攻击，具有较强的鲁棒性。

主权项

一种基于QR码的遥感影像数字水印的嵌入方法，其步骤如下：步骤一、水印信息的生成及预处理步骤1.1：设定一段具有某含义的文字或者符号信息，并读取；步骤1.2：确定要生成QR码的版本号以及纠错等级，根据QR码的生成规则将读取的文字或符号信息转化成为二进制的二维数组W0＝{0,1}；步骤1.3：根据步骤1.2选择生成QR码的版本号和纠错等级，去掉QR码空白区、位置探测图形、定位图形、校正图像以及格式和版本信息等固定信息，保留数据编码和纠错编码两部分信息，同时继续对数据编码部分进行处理；按照快速响应矩阵码标准中所规定的数据容量与步骤1.1中文字或符号信息生成的数据编码数量作对比，去除因不满足快速响应矩阵码标准中所规定的数据编码容量而补齐的数据码字，进而保留真正的数据编码信息，最终得到待嵌入水印信息，其总长度为L；步骤1.4：将待嵌入的一维水印信息转换成二维数组的形式，已知待嵌入水印信息的长度为L，取最接近的两个整数a和b，使得a×b＝L，其中a和b分别为二维数组的行列数；步骤1.5：对待嵌入的二维水印信息进行扩频，行列数分别增加1，在新增的第一行和第一列位置中添加值全为0的特征水印，得到二维水印信息W，其行列数分别为(a+1)和(b+1)；步骤二、水印的嵌入步骤2.1：读取遥感影像数据并预处理，根据待嵌入水印信息的行数和列数，将遥感影像分割成多个互不重叠的矩阵块，每个矩阵块的长a1和宽b1分别是水印信息的行数和列数的8倍，即a1＝8×(a+1)，b1＝8×(b+1)；步骤2.2：对每一块遥感影像数据进行8×8分块的DCT变换；步骤2.3：取出按步骤2.1对遥感影像进行预处理分块之后的每一个8×8分块DCT变换后的低频直流系数Dij[0,0]，对低频值进行量化λij＝round(Dij/ξ)，其中round运算为舍入取整操作，ξ为量化步长；将纠错编码信息嵌入到低频直流系数中，公式如下：Dij=(λij-0.5)*ξ,mod(λij+Wij,2)=1(λij+0.5)*ξ,]]>式中：Wij是指待嵌入水印信息的纠错编码部分信息。步骤2.4：取出按步骤2.1对遥感影像进行预处理分块之后的每一个8×8分块DCT变换后的中频系数[4,2]、[4,3]和[5,3]，比较[4,2]、[4,3]和[5,3]三组值得大小，将数据编码信息嵌入到其中；当嵌入的水印信息是1时，[4,2]赋予次大值，[4,3]赋予最大值，[5,3]赋予最小值；当嵌入的水印信息是0时，[4,2]赋予最大值，[4,3]赋予最小值，[5,3]赋予次大值；步骤2.5：对嵌入水印后的遥感影像进行DCT逆变换，得到含水印的遥感影像。