专利名称：一种基于混沌映射和奇异值分解的鲁棒数字水印方法
技术领域：
本发明属于多媒体信息安全技术领域，具体涉及ー种基于混沌映射和奇异值分解的鲁棒数字水印方法。
背景技术：
随着数字媒体在网络上的迅速增长及广泛使用，对数字媒体的非法侵权和非法操作在肆虐横行，因此对数字媒体的版权保护和认证十分重要。在最开始的应用中，产品持有者经常通过ー个与产品分离的方法来表示数字产品的所有权关系，但是它不能阻止潜在攻击者对数字产品进行处理。在20世纪90年代初，数字水印技术被认定作为ー个重要方案来解决上述问题。数字水印技术将认证的信息嵌入到被保护的数字媒体中，且嵌入信息后的数字媒体的质量不会严重退化。通过提取水印信息，可以认证数字媒体的版权。总的来说，对于数字水印系统有如下几个要求鲁棒性，即当受到有意或者无意的攻击时，水印应该仍然能够被检测出来；隐蔽性，即加水印后的图像质量的退化在视觉上是可以接受的；安全性，即只有其持有者能够提取水印；容量，即表示原始图像可以嵌入的水印信息的大小。为了获得更健壮的鲁棒性，水印的嵌入強度应该足够大，但这样将会导致加水印图像的质量下降。因此，水印嵌入強度和加水印的图像质量之间需要有个权衡。此外，水印的安全性和容量都与鲁棒性密切相关。基于空域的数字水印方法设计简单、计算速度快，因此早期的数字水印技术通常将数字水印隐藏在空域中。但是，基于空域的数字水印一般是脆弱的，且质量退化比较明显。因此，基于变换域的数字水印的研究得到了广泛而深入的研究。基于变换域的数字水印在信号处理过程(JPEG压缩、低通滤波、加噪等)中可以得到较强的鲁棒性。然而，这些水印方案大部分对几何失真(旋转，缩放等)没有鲁棒性。因此，如何针对几何失真实现数字水印的鲁棒性变得极其重要。
发明内容
本发明解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供ー种具有较好安全性和鲁棒性的基于混沌映射和奇异值分解的鲁棒数字水印方法。利用本发明嵌入水印后的图像对图像压缩、图像几何失真(如图像裁剪、缩放)、图像信号处理等具有很强的鲁棒性。为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下一种基于混沌映射和奇异值分解的鲁棒数字水印方法，包括如下步骤(I)水印嵌入过程，其包括(11)利用混沌映射对nXn原始图像进行排列置乱，获得噪声图；(12)对经排列置乱的噪声图进行分块；(13)对每个分块进行奇异值分解得到对角阵，将水印图像逐个像素地嵌入到对应分块对角阵的最大奇异值中完成水印图像的嵌入；(2)水印检测过程，其包括
(21)利用混沌映射对加水印的图像进行排列置乱；(22)对经排列置乱后的加水印的图像进行分块；(23)对每个分块进行奇异值分解获得对角阵，利用对角阵和设定的量化系数计算获得水印图像。上述方案中，所述步骤(12)和(22)中的分块是按8X8进行非重叠的分块，所获得的分块分别为{Byli，j = 1，2，···，n/8}、(Bi,/ |i，j = 1，2，· · ·，n/8}。上述方案中，所述步骤(13)的具体步骤是(131)对每个分块Bi, j进行奇异值分解获得对角阵S，其利用公式
权利要求
1.一种基于混沌映射和奇异值分解的鲁棒数字水印方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)水印嵌入过程，其包括 (11)利用混沌映射对nXn原始图像进行排列置乱，获得噪声图； (12)对经排列置乱的噪声图进行分块； (13)对每个分块进行奇异值分解得到对角阵，将水印图像逐个像素地嵌入到对应分块对角阵的最大奇异值中完成水印图像的嵌入； (2)水印检测过程，其包括 (21)利用混沌映射对加水印的图像进行排列置乱； (22)对经排列置乱后的加水印的图像进行分块； (23)对每个分块进行奇异值分解获得对角阵，利用对角阵和设定的量化系数计算获得水印图像。
2.根据权利要求I所述的基于混沌映射和奇异值分解的鲁棒数字水印方法，其特征在于，所述步骤(12)和(22)中的分块是按8X8进行非重叠的分块，所获得的分块分别为出しj I i, j = I, 2, . . . , n/8}、(Bi,/ i, j = I, 2, . . . , n/8}。
3.根据权利要求2所述的基于混沌映射和奇异值分解的鲁棒数字水印方法，其特征在于，所述步骤(13)的具体步骤是 (131)对每个分块By进行奇异值分解获得对角阵S，其利用公式
4.根据权利要求2所述的基于混沌映射和奇异值分解的鲁棒数字水印方法，其特征在于，所述步骤(23)的具体步骤是(231)对每个分块Bi,/进行奇异值分解Bi,/=U, Sf Y' 得对角阵Si ； (232)根据对角阵S'和量化系数Λ，计算模m'= (S' ^modA)； (233)计算水印图像中每个分块对应的像素值Vu获得ニ值水印图像，W' u的具体计算公式为
5.根据权利要求4所述的基于混沌映射和奇异值分解的鲁棒数字水印方法，其特征在于，所述方法包括步骤(24)使用归ー化后的相关系数描述检测到的水印图像与原始水印图像之间的相似性，判断检测到的水印图像是否为原始水印图像，其具体是 (241)计算检测到的水印图像和原始水印图像的相似度，
全文摘要
本发明属于多媒体信息安全技术领域，具体涉及一种基于混沌映射和奇异值分解的鲁棒数字水印方法。其包括步骤(1)水印嵌入过程，包括利用混沌映射对n×n原始图像进行排列置乱获得噪声图；对经排列置乱的噪声图进行分块；对每个分块进行奇异值分解得到对角阵，将水印图像逐个像素地嵌入到对应分块对角阵的最大奇异值中完成水印的嵌入；(2)水印检测过程，其包括利用混沌映射对加水印图像进行排列置乱；对经排列置乱后的加水印图像进行分块；对每个分块进行奇异值分解获得对角阵，利用对角阵和设定的量化系数计算获得水印图像。本发明具有较好安全性和鲁棒性，嵌入水印后的图像对图像压缩、图像几何失真、图像信号处理等具有很强鲁棒性。
文档编号G06T1/00GK102646260SQ201210036849
公开日2012年8月22日 申请日期2012年2月17日 优先权日2012年2月17日
发明者冯丙文, 卢伟, 孙伟, 戴路, 欧锻灏 申请人:中山大学