一种新型保真鲁棒数字水印方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型保真鲁棒数字水印方法，该算法以嵌入算法为主要内容，首先分割原始图像为8x8互不覆盖的子块，然后对每个子块进行离散余弦变换;最后以从受攻击后的含水印图形中提取出的水印信息完整度最大化为目标,在峰值信噪比(PSNR)大于25dB约束下,对各子块的水印加权值进行优化,得到的最优解作为最终的水印嵌入方案；本发明在保证数字水印保真性前提条件下,利用进化优化算法对水印鲁棒性进行优化,综合考虑保真性和鲁棒性,提高数字水印的质量,嵌入水印后的图像较原图像很难察觉图像降质,并且对压缩,滤波,缩放旋转剪切等攻击具有良好的稳健性。
【专利说明】一种新型保真鲁棒数字水印方法
【技术领域】
[0001]本发明属于数字水印【技术领域】，尤其涉及一种新型保真鲁棒数字水印方法。
【背景技术】
[0002]目前在提高数字水印保真性和鲁棒性方面，对于保真性，一般是通过优化算法寻找原始数据中视觉破坏最小的水印嵌入方案；对于鲁棒性，也是通过优化算法寻找合适的频率带嵌入水印，使之在受到攻击时，仍然能够不丢失水印信息。保真性和鲁棒性是两个相互制约的因素，两者都不能舍弃，需要寻求它们之间的统一，在这个统一点的约束下使水印系统达到最优。
[0003]现有的数字水印技术一般通过优化算法提高保真性，但是在采用优化算法来提高鲁棒性方面考虑较少。
[0004]此外，数字水印方案参数的选取是在一个很大的解空间中寻找最优解或次优解的问题，并且解空间各个因素之间存在强烈地相互作用关系。对于这个复杂的优化问题，普通的优化方法不能满足要求。近年来，很多研究人员使用遗传算法来解决这个水印系统中的参数优化问题，达到了较好的效果。遗传算法是一种基于对优秀候选结果选择和重组的优化技术，但是它存在构造块破坏的连锁问题，也就是对于解空间各个因素之间存在相互影响关系时，遗传操作会破坏已经找到的好的模式，从而不能得到全局最优的优化结果O
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种新型保真鲁棒数字水印方法，旨在解决现有的数字水印技术一般通过优化算法提高保真性，但是在采用优化算法来提高鲁棒性方面考虑较少的问题，在保证数字水印保真性前提条件下，利用进化优化算法对水印鲁棒性进行优化，综合考虑保真性和鲁棒性，提闻数字水印的质量。
[0006]本发明是这样实现的，一种新型保真鲁棒数字水印方法以嵌入算法为主要内容，具体过程如下:
[0007]步骤一、分割原始图像为8X8互不覆盖的子块；对一幅N*N的图像，进行8*8分块操作，得到(N/8)*(N/8)个小块；
[0008]步骤二、对每个子块进行离散余弦变换；
[0009]离散余弦变换公式如下:
【权利要求】
1.一种新型保真鲁棒数字水印方法，其特征在于，所述的新型保真鲁棒数字水印方法以嵌入算法为主要内容，具体过程如下: 步骤一、分割原始图像为8X8互不覆盖的子块；对一幅N*N的图像，进行8*8分块操作，得到(N/8)*(N/8)个小块； 步骤二、对每个子块进行离散余弦变换； 离散余弦变换公式如下:
2.如权利要求1所述的新型保真鲁棒数字水印方法，其特征在于，所述的一种新型保真鲁棒数字水印方法的算法模型为:
3.如权利要求1所述的新型保真鲁棒数字水印方法，其特征在于，所述的新型保真鲁棒数字水印方法使用基于序贯重点采样粒子滤波和Cholesky分解的分布估计算法(PFEDA2)对优化模型进行优化，包括样本分布估计、邻域采样不考虑变量相关性的采样算法、领域采样考虑变量相关性的采样算法、PFEDA2。
4.如权利要求3所述的新型保真鲁棒数字水印方法，其特征在于，所述的样本分布估计的具体步骤如下: 步骤一、优选集中各样本作为粒子滤波t=0的时刻，即初始先验分布采样得到的粒子，并将个粒子权值设置为1/m，即
5.如权利要求3所述的新型保真鲁棒数字水印方法，其特征在于，所述的邻域采样不考虑变量相关性的采样算法的具体步骤如下: 步骤一、在带权粒子表示的分布上，有放回地使用轮盘赌方法根据粒子权重采样确定一个粒子； 步骤二、选定的粒子各分量值作为均值μ i，利用公式(10)计算各分量对应的σ i ; 步骤三、从N ( μ i； σ p，i=l，2...，d采样各分量； 步骤四、组合个分量得到一个采样样本； 步骤五、算法结束；
6.如权利要求3所述的新型保真鲁棒数字水印方法，其特征在于，所述的领域采样考虑变量相关性的采样算法的具体步骤如下: 步骤一、在带权粒子表示的分布上，有放回地使用轮盘赌方法根据粒子权重采样确定一个粒子； 步骤二、利用公式(11)计算k，去选定粒子作为均值向量μ ；
7.如权利要求3所述的新型保真鲁棒数字水印方法，其特征在于，所述的PFEDA的具体步骤如下: 步骤一、初始化第一代群体； 步骤二、对i=l，2，…，np，采样
【文档编号】G06T1/00GK103793874SQ201410051957
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年2月14日 优先权日:2014年2月14日
【发明者】靳雁霞, 张建华, 李富萍 申请人:中北大学