【摘要】 本发明公开了一种数字图像的多个零水印嵌入及提取方法，多个零水印嵌入和提取均是在离散小波变换和离散余弦变换复合域内进行的，多个零水印嵌入是利用原始数字图像复合域内系数构造出二值水印密钥，再与实际的多个二值数字水印进行异或运算实现的，多个零水印提取是利用待测数字图像复合域内系数构造出二值水印密钥，结合零水印信息实现的，本发明的嵌入及提取方法具有优异的水印鲁棒性能，能够抗常规图像处理攻击；同时本发明的嵌入方法是将多个二值数字水印注册到版权数据库中，不对原始数字图像产生任何改变，因此嵌入的多个二值数字水印完全不可觉察，既平衡了数字水印的鲁棒性和不可觉察性之间的矛盾，又满足了数字水印应用的多样性需要。 【专利类型】发明授权 【申请人】宁波大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】315211 浙江省宁波市江北区风华路818号 【申请人地区】中国 【申请人城市】宁波市 【申请人区县】江北区 【申请号】CN201210144040.4 【申请日】2012-05-11 【申请年份】2012 【公开公告号】CN102682418B 【公开公告日】2014-06-25 【公开公告年份】2014 【授权公告号】CN102682418B 【授权公告日】2014-06-25 【授权公告年份】2014.0 【IPC分类号】G06T1/00 【发明人】周亚训; 金炜; 陈芬; 徐星辰; 郑世超; 殷丹丹 【主权项内容】一种数字图像的多个零水印嵌入方法，其特征在于包括以下步骤：①-1、在多个零水印嵌入端，假设待嵌入K个二值数字水印的原始数字图像为8bit的灰度图像，并记为F，F={0≤f(m, n)≤255, 1≤m≤M, 1≤n≤N}，其中，K≥2，M表示待嵌入K个二值数字水印的原始数字图像F的竖直分辨率，N表示待嵌入K个二值数字水印的原始数字图像F的横向分辨率，M×N表示待嵌入K个二值数字水印的原始数字图像F的分辨率，f(m, n)表示待嵌入K个二值数字水印的原始数字图像F中坐标位置为(m, n)的像素的像素值；①-2、在多个零水印嵌入端，假设待嵌入的K个二值数字水印皆为二值图像，并分别记为W1, W2, …, Wk, …, WK，则对于待嵌入的第k个二值数字水印Wk，Wk={wk(ik, jk)=0或1, 1≤ik≤Ik, 1≤jk≤Jk}，其中，1≤k≤K，Ik表示待嵌入的第k个二值数字水印Wk的竖直分辨率，Jk表示待嵌入的第k个二值数字水印Wk的横向分辨率，Ik×Jk表示待嵌入的第k个二值数字水印Wk的分辨率，wk(ik, jk)表示待嵌入的第k个二值数字水印Wk中坐标位置为(ik, jk)的像素的像素值；①-3、对待嵌入K个二值数字水印的原始数字图像F进行归一化处理，得到归一化处理后的数字图像，记为F'，将归一化处理后的数字图像F'中坐标位置为(m, n)的像素的像素值记为f'(m, n)，f'(m, n)=f(m, n)/255；①-4、对F'进行L级二维离散小波变换，得到一个第一小波逼近子图和多个第一小波细节子图，将第一小波逼近子图记为FA，其中，FA的分辨率为(M/2L)×(N/2L)，min为取最小值函数，max为取最大值函数，符号表示取小于其自身的最大整数，I1表示待嵌入的第1个二值数字水印W1的竖直分辨率，J1表示待嵌入的第1个二值数字水印W1的横向分辨率，IK表示待嵌入的第K个二值数字水印WK的竖直分辨率，JK表示待嵌入的第K个二值数字水印WK的横向分辨率；①-5、对FA进行二维离散余弦变换，得到一个与FA相同分辨率的第一二维离散余弦变换系数矩阵，记为FAC，然后对FAC进行Zig-Zag扫描排列，得到一个第一一维离散余弦变换系数序列，记为FACS，FACS={facs(x), 1≤x≤(M/2L)×(N/2L)}，其中，facs(x)表示FACS中的第x个离散余弦变换系数，FACS中的第2个离散余弦变换系数开始均为离散余弦变换交流系数；①-6、依次根据待嵌入的每个二值数字水印的分辨率，分别从FACS中选取出满足设定条件的I1×J1、I2×J2、…、Ik×Jk、…和IK×JK个离散余弦变换交流系数，构成K个第一一维离散余弦变换交流系数序列，分别对应记为FACS1、FACS2、…、FACSk、…和FACSK，对于从FACS中选取出的满足设定条件的Ik×Jk个离散余弦变换交流系数构成的第k个第一一维离散余弦变换交流系数序列FACSk，FACSk={facsk(y), 1≤y≤Ik×Jk}，然后记录FACS1、FACS2、…、FACSk、…和FACSK中的各个离散余弦变换交流系数在FACS中的对应位置信息，其中，I2表示待嵌入的第2个二值数字水印W2的竖直分辨率，J2表示待嵌入的第2个二值数字水印W2的横向分辨率，facsk(y)表示FACSk中的第y个离散余弦变换交流系数，设定条件为使得构成的第一一维离散余弦变换交流系数序列中的任意相邻两个离散余弦变换交流系数的差值的绝对值大于或等于设定的差值阈值；①-7、分别比较FACS1、FACS2、…、FACSk、…和FACSK中的任意相邻两个离散余弦变换交流系数的大小，并根据比较结果返回逻辑值1或0，对于FACSk中的任意相邻两个离散余弦变换交流系数，将其分别记为facsk(z)和facsk(z+1)，判断facsk(z)> facsk(z+1)是否成立，如果成立，则返回逻辑值1，否则，返回逻辑值0，其中，1≤z≤Ik×Jk-1；然后比较FACS1、FACS2、…、FACSk、…和FACSK中的最后一个离散余弦变换交流系数和第1个离散余弦变换交流系数的大小，并根据比较结果返回逻辑值1或0，对于FACSk中的最后一个离散余弦变换交流系数与第1个离散余弦变换交流系数，如果前者大，则返回逻辑值1，否则，返回逻辑值0；再根据FACS1、FACS2、…、FACSk、…和FACSK各自对应的返回的逻辑值，构建一一对应的第一二值数字水印密钥，对于FACSk对应的返回的逻辑值，将返回的逻辑值按先行后列顺序排列方式贮存于一个大小为Ik×Jk的二维矩阵中，将该二维矩阵作为第k个第一二值数字水印密钥，记为WBk；①-8、对待嵌入的K个二值数字水印W1, W2, …, Wk, …, WK分别进行置乱处理，将置乱处理后得到的K个二值数字水印分别对应记为WS1、WS2、…、WSk、…和WSK，然后将WS1、WS2、…、WSk、…和WSK分别与K个第一二值数字水印密钥WB1、WB2、…、WBk、…和WBK一一对应进行异或运算得到K个零水印信息，分别对应记为WO1、WO2、…、WOk、…和WOK，WO1=xor(WS1, WB1)，WO2=xor(WS2, WB2)，…，WOk=xor(WSk, WBk)，…，WOK=xor(WSK, WBK)，再将K个零水印信息WO1、WO2、…、WOk、…和WOK保存于注册机构的数字水印信息数据库中，完成K个二值数字水印W1, W2, …, Wk, …, WK的嵌入，其中，WS1表示对W1进行置乱处理后得到的二值数字水印，WS2表示对W2进行置乱处理后得到的二值数字水印，WSk表示对Wk进行置乱处理后得到的二值数字水印，WSK表示对WK进行置乱处理后得到的二值数字水印，WB1表示第1个第一二值数字水印密钥，WB2表示第2个第一二值数字水印密钥，WBK表示第K个第一二值数字水印密钥，xor为异或运算函数；①-9、在多个零水印嵌入端，将记录的FACS1、FACS2、…、FACSk、…和FACSK中的各个离散余弦变换交流系数在FACS中的位置信息、K个零水印信息WO1, WO2, …, WOk, …, WOK以及K个二值数字水印W1, W2, …, Wk, …, WK传输给多个零水印提取端。 【当前权利人】宁波大学 【当前专利权人地址】浙江省宁波市江北区风华路818号宁波大学 【统一社会信用代码】123300004195291066 【引证次数】2.0 【自引次数】1.0 【他引次数】1.0 【家族引证次数】2.0 【家族被引证次数】16

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