一种结合非重叠分块和等频带融合的水印嵌入及提取方法_4

文档序号:9930041阅读:来源:国知局
生的随机坐标为起点的分块重叠,若是,则迭代式 (10)~式(13)继续判断,否则,W该随机坐标为起点进行大小为el Xel的分块,直到产生64 X 64个分块:
[0151] 每个分块的具体产生方法是:记产生的随机坐标点为(X,Y),选取的大小为el Xel 的分块为趾=(bkr,s)elXel,则第6步中W随机坐标(X,Y)为起点选取分块趾=(bkr,s)elxel具 体方法为blCr ,S - P(X+r)modM, (Y+s)modN ? 其中?口甘)。。<?,(¥4)。。<?为待加密图像4上的像素。
[015^ 例如:el=8,締' X皆=0.203762!1%9%894? x0.442204%44778347i5,
[015 引
[0159] W 产生的第一组伪随机数为例:yi+i = iiixi(l-xi)=0.9707855550412292,xi+i = y 2yi (1-yi) =0.02468364164788569,则第一个分块起点的随机坐标为:
[0162] 分块起点坐标(648,516),化日,日=口648,日16,化日,1 = ?648,日17,...,化7,7 = ?6日日,523 ;[0163] 第7步:记bl〇ck〇,bl〇ckl,…,blockmXn-1为产生的各个分块,依次对各个分块进行1
[0160]
[0161] 级小波金字塔变换形成31+1个子带,且1取值满足i ; .之
[0164] 例如:若1 = 3,对第一个分块进行3级化ar小波金字塔变换形成10个子带,形成1个 低频子带化3和9个高频子带HLi,LHi和HHi,1 = 1,2,3,假设
[0" 3级化ar小波金字塔变换后:
[Old
[0167] 第8步:记blockk,k = 0,l,…,mXn-1的HLi和L出频带所有系数为V^,j = 0,l,…, num-1,其中num为租1'巧^频带系数个数,由j = 0,1,…,num-l计算融合系数 wei邑htk;
[016引例如:1310。1?的此3和細频带所有系数为.乃^.=0,1,由.作=4.8,5,作=.-41.5,计 算融合系数wei曲t0 = 48.5-41.5 = 7;
[0169] 第9步:按式(16)和式(17)计算出变化量,按式(18)修改vj嵌入水印,其中q为量化 步长;
[0171] 第10步:将各个分块进行1级小波金字塔逆变换,重构含水印图像;
[0172] 例如:第一个分块进行3级小波金字塔逆变
对各个分块重复上述步骤可得到进行3级化ar小波逆金字塔变换的含水印图像y,如图4所 /J、- O
[0173] -种结合非重叠分块和等频带融合的可公开敏感水印提取方法,包括W下步骤:
[0174] 第1步:输入待提取认证的含水印图像=(p/i,j)mxn如图4所示,和嵌入水 印前掩体图像A=(Pi,j)mXn对应的160位SHA-I值为Asha-I = 01110001011001111010111111110001001111111010011011111110100001101000010100100 100100111101100000000101100010110010101101110100100011011000000001000111001, 从Asha-I的左边最高位开始依次将其转换为40个16进制数,构成16进制序列,记为Sa= <7, 1.6.7.10.15.15.1.3.15.10.6.15.14.8.6.8.5.2.4.9.14.12.0. 2.12.5.9.5.11.10.4.6, 11.6.12.0. 2.3.9>;
[0175] 第2步:由用户密钥Xinit e (0,1)和化nit e [ 3.57,4 ]作为式(1)中的初始值X和参数y 并驱动式(1)产生长度为40的伪随机序列Sb=<b〇,…,bk,…,639>,6把(〇,1),为消除暂态 效应,将迭代前count含0次结果抛弃,从count+1次起产生Sb ,count由用户给定;
[0176] 例女日:又加* = 0.7635891325647968,iiinit = 3.9836387425412795 ,count = 3000,产 生长度为40的伪随机序列Sb= <b〇,...,bk,…,b39>,bke(0,l),b〇 = 0.2037621195996894, bi = 0.6463179714356886, b2 = 0.9106241678977656, b3 = 0.3242195643220826, b4 = 0.8728201819600013, bs = 0.4422042644778347, be = 0.9826029497351249, by = 0.06809788586437480, bs = 0.2528039605978175, bg = 0.7524859271167631, bio = 0.7419561282150838, bn = 0.7626964470112642, bi2 = 0.7210010734871887, bi3 = 0.8013428956440323, bi4 = 0.6341652481682873, bi5 = 0.9242029381397697, bi6 = 0.2790613324584196, bi7 = 0.8014527630757558, bi8 = 0.6339014212917692, bi9 = 0.9244846737878244, b2〇 = 0.2781088223085844, b2i = 0.7997724645639421 ,b22 = 0.6379258439511960, b23 = 0.9 2 0 1 2 6 7 8 0 9 2 6 7 4 4 6, b24 = 0.2927715059146659, b25 = 0.8248377026854120, b26 = 0.5 7 5 5 5 7 9 8 5 5 3 9 3 1 84, b27 = 0.9731670554892884, b28 = 0.1040245099033162, b29 = 0.37 1 2 8 8 7 1 9 9 6 3 3 9 1 6, b3〇 = 0.9299143615039163, b3i = 0.2596282443581546, b32 = 0.7 6 5 7 4 0 6 9 2 2 3 1 82 1 4, b33 = 0.7145926247730029, b34 = 0.8124631430251899, b35 = 0.6 0 6 9 7 4 2 2 4 8 1 7 9 9 3 9, b36 = 0.9503229763343125, b37 = 0.1880644657881021,b38 = 0.6082865877745214,b39 = 0.9491975971289682;
[0177]第3步:将Sa和Sb代入式(2)和式(3)计算用于对水印进行保护的中间初始值XO和参 数叫;
[017 引
[0179]
[0180] )计算 可得到
[0181]
[0182] 化;2。 \心 ./
[018;3]第4步:将Sa和Sb按式(6)~(9)产生Logistic混浊映射初始值xi,yi和参数化爪,然 后将初始值Xi,yi和参数yi,ii2按式(10)和式(11)产生伪随机数,再将其按式(12)和式(13) 产生随机坐标,判断其是否与所有W已产生的随机坐标为起点的分块重叠,若是,则迭代式 (10)~式(13)继续判断,否则,W该随机坐标为起点进行大小为el Xel的分块,直到产生64 X64个分块,其中每个分块的具体产生方法是:记产生的随机坐标点为(X,Y),选取的大小 为elXel的分块为Bk=(bkr,s)elxel,则第6步中W随机坐标(X,Y)为起点选取分块Bk = (bkr, S ) elXel具体万法为t)kr, s _ P(X+r)modM, (Y+s)modN ,其中 P(X+r)modM, (Y+s)modN为竹角牛酱图像A上的像
素。
[0184]
[0185]
[0186]
[01871
[0
[0191] W 产生的第一组伪随机数为例:yi+i = iiiXi(l-Xi)=0.9707855550412292,Xi+i = y 2yi (1-yi) =0.02468364164788569,则第一个分块起点的随机坐标为:
[0
[0
[0194] 分块起点坐标(648,516),化日,日=?648,日16,化日,1 = ?648,日17,...,化7,7 = ?6日日,日23;; [01巧]第5步:依次对产生的各个分块bl〇ck〇,bl〇ckl,…,blockmXn-1进行1级小波金字塔
[0192]
[0193] 变换形成31+1个子带,且满足^ > i ;
[0196] 例如:若1 = 3,对第一个分块进行3级化ar小波金字塔变换形成10个子带,形成1个 低频子带LL3和9个高频子带化1,LHi和皿1,1 = 1,2,3,
[0197: ,3级化ar小波金字塔变换后:
[0198:
[0199] 第6 步:记blockk,k = 0,l,...,mXn-l的HLl和L出频带所有系数为パ,j = 0,l,???, J num-1,其中num为村和A///频带系数的个数,由j = 0,1,…,num-l计算融合系数 weightk;
[0200] 例如:block。的HL3和L也频带所有系数为= 0,1,由诗二巧.5,vf = -37.5,计 算融合系数 wei 曲 t〇 = 52.5-37.5 = 15;
[0201] 第7步:按式(20)在提取出加密的水印图EW^ =(ew/i,j)mxn,q为量化步长;
[020。例如:=[林,喊/ <7 j mod 2=:[_ 15 / 3 0 j mod 2=0 ;
[0203] 第8步:将X日和y日代入式(I)产生长度为64X64的伪随机序列Sc=<co,…,ck,…, C409日>,CkE (0,1 ),将迭代前count = 3000次结果抛弃,其中,CO = O . 4993912172500605,Cl =0.9764121237695018,---,04095 = 0.4993912172500605;
[0204]第9步:按式(4)将Sc转化为矩解=(ei,j)mxn,按式(21)对EW^进行异或解密,得到 解密后的水印图EW= (ewi, j)mXn,对解密水印EW= (eWi,j)mXn与原水印W= (Wi,j)mXn(如图5所 示)比较得到认证结果图的具体方法为:如果ewi, j =Wi, j,则blockk,k= i Xn+j通过认证,否 贝IJ,在认证结果图中将块标记为白色;
[0205]例如:
0,巧%度二巧嗦0 银 <?〇.()=0 敬 1=1 , ewo,〇="〇,〇,blocko通过认证。
[0206] 图6是从图4中提取的水印图像,为64 X 64分辨率的8位2值图像;
[0207] 为验证所提出的方法对掩体图像SHA-I值,用户密钥的敏感性,图7~14分别为修 改其中之一相对应的提取的水印,图15~23分别为修改其中之一相对应的认证图像;从提 取的水印和认证图像可W看出本发明方法,对用户提供的密钥和掩体图像特征极度敏感。
[0208] 为验证所提出的方法对一些图像攻击操作的鲁棒性,图24~28分别为经过肝EG压 缩、剪裁、噪声、覆盖、涂鸦的含水印图,图29~33分别为相对应的提取的水印,图34~38分 别为相对应的认证图像;从提取的水印和认证图像可W看出本发明方法,依然具备传统鲁 棒水印的特征,因此相对于传统鲁棒水印方法,具备更高的安全性和更好的实际应用价值。
【主权项】
1. 一种结合非重叠分块和等频带融合的水印嵌入方法,其特征在于包括以下步骤: 第1步:记掩体图像A=(Pi,j)MXN对应的160位SHA-1值为Asha-1,将Asha-1转换为40个16进 制数,构成 16进制序列,记为Sa= <ao
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