一种基于区块链的图像文本零水印嵌入和提取方法

本发明涉及图像处理和信息安全领域，具体的，涉及一种基于区块链的图像文本零水印嵌入和提取方法。

背景技术：

1、在版权保护方面，传统的嵌入式水印技术能在一定程度上解决数字图像的版权问题，但需要在不可见性和鲁棒性之间作权衡，增强任意一个都可能导致另一个性质减弱；为此温泉等人提出了零水印的概念，该技术不需要将水印嵌入载体图像中，不会影响图像的内容完整性，有效解决传统嵌入式水印的不可见性和鲁棒性的权衡问题。

2、现有的零水印技术还存在一些不足，首先，主流的零水印算法全部嵌入的水印信息皆为水印图片信息，而水印图像提取出来后，需要人工识别，效率非常低下，若嵌入文本信息，则可以依靠程序完成自动化认证，大大提高效率；然后，大多零水印算法直接嵌入水印信息，未采用差错控制编码增加可靠性，在遭受攻击之后，误码率一般会很好，效果较差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于区块链的图像文本零水印嵌入和提取方法，弥补了传统数字零水印不能自动化认证和误码率高的缺点，具体方案如下：

2、根据本发明第一方面，本发明请求保护一种基于区块链的图像文本零水印嵌入和提取方法，其特征在于，包括：

3、在原始图像中嵌入文本零水印；

4、对待认证图像进行文本零水印提取；

5、图像拥有者在待认证图像中嵌入文本零水印，对待认证图像和所述文本零水印执行加密操作得到加密待认证图像和加密文本零水印；

6、图像使用者调用智能合约获取待认证图像，所述智能合约向所述图像使用者返回ipfs路径和加密密码；

7、图像使用者从所述ipfs下载加密待认证图像，使用加密密码解密对所述待认证图像进行文本零水印提取。

8、进一步的，在原始图像中嵌入文本零水印，包括：

9、对所述原始图像进行离散小波变换，选择第一低频部分矩阵，将所述第一低频部分矩阵分成若干个小矩阵；

10、将需要生成水印的文本按字符分割生成字符数组，对每一个字符进行编码，生成一个比特序列，分别对每一个字符生成后序零水印；

11、选择对应比特数的矩阵，对选中矩阵进行离散余弦变换，选择变换后的矩阵直流分量，生成特征向量，将所述特征向量与所述比特序列进行异或得到所述原始图像对应字符的零水印；

12、将每一个字符的零水印组合得到所述原始图像对应字符串的零水印。

13、进一步的，对待认证图像进行文本零水印提取，包括：

14、对所述原始图像重复矩阵分块和选择过程，获取选择的块的序号；

15、对所述待认证图像进行离散小波变换，选择第二低频部分矩阵，将所述第二低频矩阵分成若干个小矩阵；

16、根据序号选择对应的小矩阵进行离散余弦变换，选择变换后的矩阵直流分量生成特征向量，将所述待认证图像的特征向量与零水印进行异或操作得到一个比特序列；

17、将所述比特序列进行解码恢复出字符串信息。

18、进一步的，在对原始图像离散小波变换和矩阵分块的过程中，包括：

19、对低频分量矩阵分为若干8*8大小的小矩阵，若矩阵的长宽不能除尽8，则先对矩阵进行剪切，再进行分块。

20、进一步的，对文本水印编码的过程中，包括：

21、将文本字符串按字符串分割，每个字符以asc ii码表示，对每个字码进行(11,7)汉明编码，再进行重复3次的冗余编码生成最终的字符编码。

22、进一步的，生成单个字符零水印的过程中，包括：

23、对分块后矩阵按熵的大小进行排序，选择前对应编码比特数个的矩阵，对选中的矩阵进行离散余弦变换，选择直流分量，求直流分量均值，根据各直流分量与均值的大小关系生成比特特征向量，将该向量与字符编码进行异或，得到对应该字符的零水印。

24、进一步的，将每个字符的零水印组成最终零水印的过程中，包括：

25、对每个字符对应的零水印根据原字符串的前后关系进行连接，生成最终的零水印。

26、进一步的，对待认证图片进行分块和选择分块的过程中，包括：

27、先对原始图像进行离散小波分解，将低频分量分块，确定按照熵排序的索引；然后对待认证图像进行离散小波分解，将低频分量分块，根据索引选择对应的分块。

28、进一步的，对零水印的提取过程中，包括：

29、对选择的分块分别进行离散余弦分解，选择直流分量，计算直流分量的均值，根据每个直流分量和均值之间的大小关系生成比特特征向量，将该向量与零水印进行异或操作得到一个比特序列。

30、进一步的，对水印进行解码的过程中，包括：

31、将得到的比特序列先分成3份逐一对比，将多数作为最终比特，得到一个序列，然后进行(11,7)汉明码的解码，得到最终的文本。

32、本发明涉及图像处理和信息安全领域，具体的，涉及一种基于区块链的图像文本零水印嵌入和提取方法；先对原始图像进行离散小波变换，获取其低频分量，然后将低频分量分成若干个8*8的子矩阵；然后将需要嵌入的文本进行编码；最后将8*8子矩阵根据熵的大小进行排序，选取需要个数的矩阵进行dct变换，选其直流系数取与直流系数均值做对比生成特征矩阵，将特征矩阵与嵌入文本编码进行异或操作生成零水印进行注册。本发明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、剪切攻击等均能完整提取出文本，具备很好的鲁棒性，具有有效性和使用价值。

技术特征：

1.一种基于区块链的图像文本零水印嵌入和提取方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种基于区块链的图像文本零水印嵌入和提取方法，其特征在于，在原始图像中嵌入文本零水印，包括：

3.如权利要求1所述的一种基于区块链的图像文本零水印嵌入和提取方法，其特征在于，对待认证图像进行文本零水印提取，包括：

4.如权利要求1所述的一种基于区块链的图像文本零水印嵌入和提取方法，其特征在于，在对原始图像离散小波变换和矩阵分块的过程中，包括：

5.如权利要求2所述的一种基于区块链的图像文本零水印嵌入和提取方法，其特征在于，对文本水印编码的过程中，包括：

6.如权利要求2所述的一种基于区块链的图像文本零水印嵌入和提取方法，其特征在于，生成单个字符零水印的过程中，包括：

7.如权利要求2所述的一种基于区块链的图像文本零水印嵌入和提取方法，其特征在于，将每个字符的零水印组成最终零水印的过程中，包括：

8.如权利要求3所述的一种基于区块链的图像文本零水印嵌入和提取方法，其特征在于，对待认证图片进行分块和选择分块的过程中，包括：

9.如权利要求3所述的一种基于区块链的图像文本零水印嵌入和提取方法，其特征在于，对零水印的提取过程中，包括：

10.如权利要求3所述的一种基于区块链的图像文本零水印嵌入和提取方法，其特征在于，对水印进行解码的过程中，包括：

技术总结
本发明涉及图像处理和信息安全领域，具体的，涉及一种基于区块链的图像文本零水印嵌入和提取方法；先对原始图像进行离散小波变换，获取其低频分量，然后将低频分量分成若干个8*8的子矩阵；然后将需要嵌入的文本进行编码；最后将8*8子矩阵根据熵的大小进行排序，选取需要个数的矩阵进行dct变换，选其直流系数取与直流系数均值做对比生成特征矩阵，将特征矩阵与嵌入文本编码进行异或操作生成零水印进行注册。本发明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、剪切攻击等均能完整提取出文本，具备很好的鲁棒性，具有有效性和使用价值。

技术研发人员：王云飞,陆歌皓,王之元,高瑜莲,高明安,李静刚,余佳,张杰,代毅,黄以俊,祝鹤鸣,陈全,钟鑫
受保护的技术使用者：云南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7