[发明专利]一种基于二维码的实时鲁棒数字水印的嵌入和提取方法

摘要

本发明公开了一种基于二维码的实时鲁棒数字水印的嵌入和提取方法；通过实施编码水印数字信息、加密水印数字信息、输出嵌入水印图像、提取水印原始图像、恢复水印原始信息和输出提取的水印数字信息6个具体步骤，提供了一种使用多重加密方式处理水印信息和嵌入载体；本发明能极大地增强水印信息的白噪声特性，提高了水印破解难度、安全性和不可感知度。

主权项

一种基于二维码的实时鲁棒数字水印的嵌入和提取方法，其特征在于，具体步骤如下：101)编码水印数字信息步骤：根据水印字符串数字信息和计算硬件设备，自动选择出纠错编码方式，并对水印字符串数字信息进行纠错编码，以提高数字信息的冗余度；102)加密水印数字信息步骤：对步骤101)编码的信息进行第二次的二维码编码，并进行密钥加密；所述密钥加密包括两步骤，首先在信息的前后分别加入长度为7和长度为3的巴克码，作为水印信号的同步码，再进行混沌映射加密，所述混沌映射加密采用如下公式：Xn＝μ*Xp*(1‑Xp)其中Xp和Xn的取值范围为(0,1)，分别表示映射前后的位置，μ表示混沌映射加密的参数，当μ的取值范围在(3.5699456,4)时，迭代生成的值处于伪随机分布状态，因此μ作为混沌加密的密钥；103)输出嵌入水印图像步骤：根据步骤102)加密后的水印信息进行离散余弦变换生成水印融合图像的低频子带，并进行小波逆变换，生成水印融合图像；将所述水印融合图像调制在原始宿主图像的中心区域，并输出嵌入水印的宿主图像；所述离散余弦变换用于信号或图像数据的压缩，能够将空域信号转换到频域上，且变换后能量集中在直流和低频部分，因此具有良好的去相关的性能；所述的离散余弦变换采用如下公式：xk=Σi=0N-1xicos[πN(i+12)k],k=0,...,N-1]]>其中xk和xi分别表示变换前后系数，N表示数据长度；其对应的离散余弦变换公式为：xi=12x0+Σk=1N-1xkcos[πN(i+12)k],i=0,...,N-1]]>小波变换能够提供一个随频率改变的时间‑频率窗口，能进行信号时频分析和处理，其通过变换能够充分突出问题部分的特征，能对时空频率的局部化分析，通过伸缩平移运算对信号逐步进行多尺度细化，最终达到高频处时间细分，低频处频率细分，自适应信号时频分析的要求，从而可聚焦到信号的任意细节；连续小波变换的计算公式如下：X(a,b)=1a∫-∞∞ψ(t-ba)x(t)dt‾]]>其中a和b分别表示尺度参数和时间参数,ψ表示小波变换的母函数，X(a,b)表示尺度参数为a和时间参数为b时信号x(t)小波变换后的系数，尺寸参数a在某些场景中等效于频率的概念，从公式可以看出一维信号x(t)经过小波变换后变成二维信号X(a,b)。104)提取水印原始图像步骤：对步骤103)生成的水印图像进行宿主图像提取，并通过两级小波变换提取低频子带；105)恢复水印原始信息步骤：对步骤104)的低频子带进行余弦变换，获取水印信息，并由混沌逆映射来恢复水印原始信息和进行巴克码检测；106)输出提取的水印数字信息步骤：将步骤105)获得检测通过的水印数字信息还原为二维码，并使用纠错编码方法恢复原始水印信息，输出水印数字信息。