基于Zernike矩的DWT-SVD魯棒盲水印方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于Zernike矩的DWT-SVD魯棒盲水印方法。本發(fā)明方法包括水印嵌入方法和水印提取方法。水印嵌入方法是對原始圖像進行離散小波變換，之后將其低頻子帶分塊并對每小塊進行奇異值分解，然后將待嵌入水印進行混沌加密，通過量化每小塊的奇異值矩陣的歐式范數嵌入水印，保存水印圖像的若干個Zernike矩作為密鑰，通過密鑰判斷受到幾何攻擊類型并進行校正；水印提取方法是水印嵌入方法的逆過程，包括對受攻擊圖像進行校正、水印提取，水印解密和恢復。本發(fā)明方法結合DWT、SVD在數字水印方面的優(yōu)勢，并利用Zernike矩的旋轉、縮放不變性，提高了對旋轉、縮放攻擊的魯棒性，可以很好地抵抗常規(guī)信號處理。
【專利說明】基于Zern i ke矩的DWT-SVD魯棒盲水印方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于信息安全的【技術領域】，特別涉及一種基于Zernike矩的離散小波變換和奇異值分解(DWT-SVD)魯棒盲水印方法。
【背景技術】
[0002]數字水印技術因其在版權保護和內容認證等方面的重要應用價值，已成為信息隱藏技術的一個研究熱點。數字水印技術通過將數字、序列號、文字、圖像標志等信息嵌入到媒體中，在嵌入過程中對載體進行盡量小的修改，以達到最強的魯棒性，當嵌入水印后的媒體受到攻擊后仍然可以恢復水印或者檢測出水印的存在。隱形水印隨著信息安全需求的飛速發(fā)展，正在得到越來越多研究者的關注。
[0003]圖像隱形水印算法一般需要滿足以下基本要求:1)不可見性:加有水印后的圖像不能有視覺質量的下降，與原始圖像對比，很難發(fā)現二者的區(qū)別；2)魯棒性:加入圖像中的水印不會因變換處理(如幾何攻擊、噪聲、濾波、有損壓縮攻擊等)而丟失，水印經提取后應
清晰可辨。
[0004]現有的數字水印算法主要分為空間域和變換域(DWT、DCT和DFT等)兩類。DWT域水印算法對有損壓縮和高頻濾波具有較好的抗攻擊性，而且小波分解后的低頻子帶集中了圖像的大部分能量，是魯棒水印嵌入的合適位置。因此基于DWT的數字水印算法受到了廣泛關注。為了克服小波變換不具有幾何不變性的缺點，研究學者利用SVD抵抗幾何攻擊良好的特性，將其引入數字水印領域。
[0005]現有的算法對常見的信號處理具有很好的抵抗能力，但抵抗幾何攻擊的能力較弱。本發(fā)明利用Zernike矩的旋轉、縮放不變性，并結合DWT以及SVD在數字水印方面的優(yōu)勢，通過Zernike矩矩值判斷攻擊類型并進行校正，獲得了對旋轉、縮放攻擊的魯棒性，而且本發(fā)明對常規(guī)信號處理也具有很好的魯棒性。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的就是針對現有水印算法抵抗幾何攻擊能力較弱的問題，提出了一種基于Zernike矩的DWT-SVD魯棒水印方法。
[0007]本發(fā)明方法包括水印嵌入方法和水印提取方法。水印嵌入方法首先對原始圖像進行離散小波變換(DWT)，之后將其低頻子帶分塊并對每小塊進行奇異值分解(SVD)，然后將待嵌入水印進行混沌加密，通過量化每小塊奇異值矩陣的歐氏范數嵌入水印，最后保存水印圖像的Zernike矩值作為密鑰，用于判斷攻擊類型和校正。水印提取方法是水印嵌入方法的逆過程，包括對受攻擊圖像進行校正、水印提取，水印解密和恢復。
[0008]水印嵌入方法的具體步驟是:
[0009]由于旋轉攻擊會導致圖像邊角信息的丟失，為了使Zernike矩計算更加精確,選擇載體圖像的內切圓作為Zernike矩計算域，并選擇該圓的內接正方形作為水印嵌入區(qū)域。[0010]步驟1:獲取正方形的原始載體圖像I (M，M)，M是圖像的行和列，I的內切圓記作S，S的內接正方形用來嵌入水印，記做X，對X進行一級離散小波變換(DWT)，得到低頻子帶
LL、高頻子帶HH、混合子帶HL和LH，其矩陣大小為
【權利要求】
1.基于Zernike矩的DWT-SVD魯棒盲水印方法，包括水印嵌入方法和水印提取方法，其特征在于: 所述的水印嵌入方法的具體步驟是: 步驟1:獲取正方形的原始載體圖像I (M，M)，M是圖像的行和列，I的內切圓記作S，S的內接正方形用來嵌入水印，記做X，對X進行一級離散小波變換，得到低頻子帶LL、高頻子 帶HH、混合子帶HL和LH，其矩陣大小為f Xf，將其低頻子帶LL劃分為互不重疊的nXn個大小為mXm的子塊，η是m的整數倍，= f，將每小塊按行排列，Ai表示第i個矩陣塊； 步驟2:對每個分塊矩陣進行奇異值分解，4 = U1SiVl1 ，Yi = [ λ P λ 2，…λ λ J， 表示奇異值矩陣Si的第j個非零奇異值，其中j = 1,2,...!是矩陣Ai的秩，Yi為非零奇異值組成的向量； 步驟3:對待嵌入的水印W采用logistic映射混沌模型進行混沌加密得到加密后水印W0,記映射初值為Xtl,混沌系數μ e (3.5699，4]，然后將加密后的水印按行排成一列，將初值Xtl和μ當作密鑰； 步驟4:計算向量Yi的歐幾里德范數，
【文檔編號】G06T1/00GK103955880SQ201410146119
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權日:2014年4月11日
【發(fā)明者】葉學義, 鄧猛, 宋倩倩, 陳華華, 張維笑, 趙知勁 申請人:杭州電子科技大學