[发明专利]一种基于变参数混沌映射的混合变换域图像零水印方法

摘要

一种基于变参数混沌映射的混合变换域图像零水印方法。其包括零水印嵌入和零水印检测过程。零水印的嵌入和检测均是在非下采样金字塔分解和离散余弦变换混合变换域内完成，充分利用了图像非下采样金字塔分解的平移不变性特点，以及对图像进行分块离散余弦变换后每一个系数块中特殊位置上交流系数符号的稳定性，使得本发明具有比较好的鲁棒性。实验结果表明，本发明方法对于抵抗常见的多种图像处理攻击，如添加噪声、滤波、JPEG压缩、缩放和任意角度的旋转攻击等具有很好的鲁棒性，该发明方法具备有效性和一定的实用价值。

主权项

1.一种基于变参数混沌映射的混合变换域图像零水印方法，包括零水印嵌入过程和零水印检测过程两部分，其特征在于，所述的方法包括按顺序进行的下列步骤：步骤1：将原始二值水印图像嵌入到需要被保护的原始载体图像中；具体步骤如下：步骤1.1：将原始二值水印图像W进行Arnold置乱，得到置乱后的水印图像W₁；步骤1.2：采用变参数混沌映射系统生成一个随机序列，然后将其二值化后转化为一幅随机混沌二值图像G₁；步骤1.3：将生成的随机混沌二值图像G₁和置乱后的水印图像W₁进行异或操作，实现对原始二值水印图像W的加密而获得加密后的水印图像W₂；步骤1.4：将原始载体图像I进行l层非下采样金字塔分解，并对分解后的低频分量进行n₁×n₁的非重叠分块；步骤1.5：将分块后的低频分量中所有的系数块分别独自地进行二维离散余弦变换，并提取每个系数块变换后的第一个交流系数而组成一个一维的特征向量；步骤1.6：采用步骤1.2的方法生成一个新的随机序列，通过对该序列进行排序获得一个位置索引向量，使用该位置索引向量和步骤1.5中生成的特征向量来提取原始零水印序列；步骤1.7：将步骤1.6中获得的原始零水印序列转化为一幅二值图像H并与步骤1.3中获得的加密后的水印图像W₂进行异或操作，生成最终的认证零水印图像W′，将该认证零水印图像W′保存到注册机构的水印数据库中，并将零水印嵌入过程中使用过的相关密钥和原始载体图像I进行保存，即完成零水印的嵌入过程；步骤2：对原始待认证图像进行零水印检测，具体步骤如下：步骤2.1：先对原始待认证图像I₁进行旋转攻击检测和旋转角度校正，获得校正后的待认证图像I₂；步骤2.2：将校正后的待认证图像I₂进行l层非下采样金字塔分解，如果原始待认证图像I₁没有经历过旋转攻击，直接将原始待认证图像I₁进行l层非下采样金字塔分解，并对分解后的低频分量进行n₁×n₁的非重叠分块；步骤2.3：将步骤2.2中分块后的低频分量中所有的系数块分别独自地进行二维离散余弦变换，并提取每个系数块变换后的第一个交流系数而组成一个一维的特征向量；步骤2.4：按照步骤1.2的方法并使用与其相同的密钥生成一幅随机二值图像，同时按照步骤1.6的方法并使用与其相同的密钥产生随机序列，并通过对该序列进行排序获得与步骤1.6中相同的位置索引向量，然后使用该位置索引向量和步骤2.3中生成的一维特征向量获得原始待认证图像I₁的特征零水印序列；步骤2.5：将步骤2.4获得的特征零水印序列转化为一幅二值图像并先后与保存在注册中心的认证零水印图像和步骤2.4中按照步骤1.2的方法生成的随机二值图像进行异或操作，生成一幅新的二值图像并对其进行反Arnold置乱，从而获得最终提取出来的水印图像。