基于三进制编码的彩色图像盲水印方法
【专利摘要】本发明公开了一种彩色图像盲水印方法，将用于版权保护的彩色图像进行三进制编码并作为数字水印嵌入到彩色宿主图像中，所嵌入的彩色图像水印具有较好的不可见性，满足了基于彩色图像标识的版权保护需要。本发明将4×4像素块进行QR分解，通过修改其正交矩阵Q中第一列第二行元素与第一列第三行元素的值来嵌入水印；含水印图像受到攻击后，根据其正交矩阵Q中被修改元素的关系来提取所嵌入的水印，并达到盲检测目的。本发明具有较好的水印算法性能，适用于彩色数字图像作为数字水印的版权保护。
【专利说明】基于三进制编码的彩色图像盲水印方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于信息安全【技术领域】，涉及大容量彩色数字图像作为数字水印的版权保 护。
【背景技术】
[0002] 随着人们版权保护意识的提高，用于版权保护的标识正由传统的伪随机序列、二 值图像、灰度图像变为有意义的彩色图像；但是，目前已提出的水印方法多数上是针对灰度 图像的，对彩色图像数字水印方法研究要少一些，这主要是因为灰度图像较彩色图像便于 处理，且灰度图像仅含有亮度信息而不含色度信息，在其中嵌入水印不会产生新的颜色分 量；而当嵌入较多信息量的彩色图像数字水印时，水印编码、嵌入和提取将存在较大的难 度，降低了水印不可见性。因此，如何以高不可见性方式将彩色图像数字水印嵌入彩色宿主 图像成为亟待解决的问题之一。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种用三进制表示版权信息的彩色图像盲水印方法，包含水 印嵌入过程和提取过程，其水印嵌入的具体过程描述如下： 第一步：通过降维处理将三维彩色图像数字水印r分成红、绿、蓝3个二维分层水印图 像；为了提高水印的安全性，将分层水印图像进行基于心的Arnold变换，并将每个十进制 表示的像素用6位三进制数表示，并依次组合形成分层水印序列f；.，i=l，2, 3分别表示红、 绿、蓝三层； 第二步：将原始宿主图像"也分成3个分层宿主图像私，i=l，2, 3分别表示红、绿、蓝 三层；同时，把每一个分层宿主图像私进行4X4的非重叠分块，并利用基于密钥忍的伪随 机序列在分层宿主图像私中选择像素块，以便嵌入分层水印序列6 ; 第三步：选取一个像素块尽j并按照公式（1)进行QR分解获得正交矩阵和上三角 矩阵式j，此处i，J分别表示该像素块所在的行号和列号；
【权利要求】
1. 一种用三进制表示版权信息的彩色图像盲水印方法，包含水印嵌入过程和提取过 程，其水印嵌入的具体过程描述如下： 第一步：通过降维处理将三维彩色图像数字水印r分成红、绿、蓝3个二维分层水印图 像；为了提高水印的安全性，将分层水印图像进行基于心的Arnold变换，并将每个十进制 表示的像素用6位三进制数表示，并依次组合形成分层水印序列f；.，i=l，2, 3分别表示红、 绿、蓝三层； 第二步：将原始宿主图像"也分成3个分层宿主图像私，i=l，2, 3分别表示红、绿、蓝 三层；同时，把每一个分层宿主图像私进行4X4的非重叠分块，并利用基于密钥忍的伪随 机序列在分层宿主图像私中选择像素块，以便嵌入分层水印序列6 ; 第三步：选取一个像素块尽并按照公式（1)进行QR分解获得正交矩阵.和上三角 矩阵，此处i，J分别表示该像素块所在的行号和列号；
(1) 第四步：根据公式（2)、（3)、（4)，将正交矩阵第一列第二个元素和第一列第三 个ha元素分别修改为
来嵌入水印
得到嵌入水印后的正交矩阵
其中，
表示Z的绝对值，^为水印嵌入阈值，Ω为水印嵌入强 度； 第五步：利用公式（5)计算得到嵌入水印后的像素块/iy ;
(5) 第六步：重复执行步骤第三步到第五步，直到所有的水印信息都被嵌入完成为止；最 后，将含水印的红、绿、蓝分层图像重新组合并获得含水印的图像; 其水印提取的具体过程描述如下： 第一步：将含水印图像分分成3个分层含水印图像成，i=l，2, 3分别表示红、绿、蓝三 层，并将每一分层含水印图像技进一步分成4X 4的非重叠像素块； 第二步：利用基于密钥&的伪随机序列在分层图像技中选择像素块; 第三步：将含有水印的像素块.按照公式（6)进行QR分解，得到其正交矩阵，此 处Λ 分别表示该像素块所在的行号和列号；
(6) 第四步：根据公式（7)，用正交矩阵Gy中第一列的第二个元素和第三个元素来 提取二进制水印息w1 ;
(7) 第五步：重复执行第三步、第四步，直到提取所有的水印信息，并将所提取的三进制水 印信息每6位一组转换成十进制的像素值； 第六步：执行基于密钥心的逆Arnold变换并获得分层水印； 第七步：组合分层水印形成最终的提取水印?Τ'。
【文档编号】G06T1/00GK104050622SQ201410237872
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月2日 优先权日:2014年6月2日
【发明者】苏庆堂, 曲文强, 李涛, 巩艳华, 薛梅 申请人:鲁东大学