一种基于多变换域的自嵌入全盲彩色图像鲁棒水印方法

1.一种基于多变换域的自嵌入全盲彩色图像鲁棒水印方法，其特征在于：所述的基于多变换域的自嵌入全盲彩色图像水印方法包括按顺序进行的下列步骤：步骤1：从原始彩色图像中生成待嵌入的原始特征水印，具体步骤如下：步骤1.1：将原始彩色图像A分离为R、G、B三个独立的颜色分量，并分别记作红色分量A R 、绿色分量A G 和蓝色分量A B ；步骤1.2：对蓝色分量A B 进行快速有限剪切波变换，获得低频子图A BL ，再将低频子图A BL 分为互不重叠的多个子块，每个子块记为B(i,j)，其中i,j＝1,2,…n；步骤1.3：对每个子块B(i,j)进行QR分解，提取出分解后的R矩阵的第一行元素并进行一维离散正弦变换，得到变换后的直流分量DC(i,j)；步骤1.4：利用直流分量DC(i,j)生成待嵌入的原始特征水印W；步骤2：将上述生成的原始特征水印自嵌入到原始彩色图像中而获得含水印的彩色图像，具体步骤如下：步骤2.1：对步骤1中生成的原始特征水印W进行加密预处理；步骤2.2：提取原始彩色图像A的绿色分量A G ，并对其进行双密度双树复小波变换，获得4个低频子图，分别记为C 1 、C 2 、C 3 和C 4 ；步骤2.3：对4个低频子图C 1 、C 2 、C 3 和C 4 分别进行二维离散正弦变换，将变换后的系数分别经过Zigzag扫描成一维系数向量，记为D 1 、D 2 、D 3 和D 4 ；步骤2.4：随机产生两个互补的随机数对P 1 和P 2 ，作为水印嵌入时系数向量D 1 、D 2 、D 3 和D 4 的选择器；步骤2.5：重新调节随机数对P 1 和P 2 的值；步骤2.6：通过对系数向量D 1 、D 2 、D 3 和D 4 的值进行修正来完成加密特征水印的嵌入：其中，β、δ为嵌入强度参数， 为 和 的绝对值之和的平均值，同样k＝1,2；步骤2.7：将修正后的系数向量先后经过逆Zigzag扫描和二维离散正弦反变换，然后结合其它频带子图进行双密度双树复小波反变换获得含水印的绿色分量A′ G ；将红色分量A R 、蓝色分量A B 和含水印的绿色分量A′ G 三色合成获得含水印的彩色图像A 1 ，由此完成原始特征水印的嵌入；步骤3：将经受过攻击的含水印的彩色图像作为待检测图像，从待检测图像中重新生成特征水印，具体步骤如下：步骤3.1：将经受过攻击的含水印的彩色图像A 1 作为待检测图像并记作A 2 ，分离出待检测图像A 2 的R、G、B分量并分别记作红色分量A 2R 、绿色分量A 2G 和蓝色分量A 2B ；步骤3.2：对蓝色分量A 2B 进行快速有限剪切波变换，获得低频子图A 2BL ，将低频子图A 2BL 分为互不重叠的多个子块，每个子块记为B′(i,j)；步骤3.3：对每个子块B′(i,j)进行QR分解，提取出分解后的R矩阵的第一行向量并进行一维离散正弦变换，分别得到变换后的直流分量DC′(i,j)；步骤3.4：利用直流分量DC(i,j)重新生成特征水印W′；步骤4：从待检测图像中提取出先前嵌入的原始特征水印作为认证水印，并对该待检测图像进行版权鉴别，具体步骤如下：步骤4.1：提取待检测图像A 2 的绿色分量A 2G ，并对其进行双密度双树复小波变换，获得4个低频子图，分别记为C′ 1 、C′ 2 、C′ 3 和C′ 4 ；步骤4.2：对4个低频子图C′ 1 、C′ 2 、C′ 3 和C′ 4 分别进行二维离散正弦变换，将变换后的系数分别经过Zigzag扫描成一维系数向量，记为D′ 1 、D′ 2 、D′ 3 和D′ 4 ；步骤4.3：从系数向量D′ 1 、D′ 2 、D′ 3 和D′ 4 中实现认证水印的提取；步骤4.4：将认证水印 和 组合成矩阵并与混沌二值图像Z 1 进行异或操作,解密得到最终提取出来的认证特征水印 步骤4.5：针对经受过攻击的待检测图像A 2 ，通过计算生成的特征水印W′和提取出的认证特征水印 之间的归一化相关系数值来鉴别待检测图像A 2 的版权；在步骤1.4中，所述的利用直流分量DC(i,j)生成待嵌入的原始特征水印W的方法是：计算所有子块对应直流分量DC(i,j)的均值并记为DC M ,然后按照公式(1)通过比较每一个直流分量DC(i,j)与直流分量均值DC M 的大小关系生成待嵌入的原始特征水印W：在步骤2.1中，所述的对步骤1中生成的原始特征水印W进行加密预处理的方法包括以下步骤：(1)根据原始特征水印W的大小，利用分段Logistic混沌映射产生一个长度为S 2 的混沌序列X 1 ，分段Logistic混沌映射定义如下：其中，控制参数μ和序列初值x 0 可以作为秘钥使用；(2)通过与阈值参数T比较，将产生的混沌序列X 1 转化为{0,1}二值序列Y 1 ，即：(3)将二值序列Y 1 扫描成一幅混沌二值图像Z 1 ，用混沌二值图像Z 1 对原始特征水印W进行加密，并将加密后的原始特征水印 均匀分成两个部分：在步骤4.3中，所述的从系数向量D′ 1 、D′ 2 、D′ 3 和D′ 4 中实现认证水印的提取的方法是：根据步骤2.5中重新生成的随机数对P′ 1 和P′ 2 分别从系数向量D′ 1 、D′ 2 、D′ 3 和D′ 4 中选择出两对系数向量，按照公式(9)分别实现认证水印 和 的提取： 2.根据权利要求1所述的基于多变换域的自嵌入全盲彩色图像鲁棒水印方法，其特征在于：在步骤2.4中，所述的随机产生两个互补的随机数对P 1 和P 2 ，作为水印嵌入时系数向量的选择器的方法是：使用随机数生成器设计生成两个互补的随机数对P 1 和P 2 ，随机数对P 1 和P 2 须满足以下要求： 3.根据权利要求1所述的基于多变换域的自嵌入全盲彩色图像鲁棒水印方法，其特征在于：在步骤2.5中，所述的重新调节随机数对P 1 和P 2 的值的方法是：根据随机数对P 1 和P 2 分别从系数向量D 1 、D 2 、D 3 和D 4 中选择出两对互不相同的系数向量，并根据每一对系数向量中对应位置上系数的大小关系和加密后的水印信息，更新随机数对P 1 和P 2 的值，具体见公式(6)：其中， 和 分别表示利用随机数对P k 从系数向量D 1 、D 2 、D 3 和D 4 中选出的两个系数向量在位置j上的数值，符号 表示互相交换随机数对P k (1)和P k (2)的值，这里k＝1,2，更新后的随机数对P 1 和P 2 被记作P′ 1 和P′ 2 。 4.根据权利要求1所述的基于多变换域的自嵌入全盲彩色图像鲁棒水印方法，其特征在于：在步骤2.6中，所述的通过对系数向量D 1 、D 2 、D 3 和D 4 的值进行修正来完成加密特征水印的嵌入的方法是：用步骤2.5中更新后的随机数对P 1 和P 2 按照公式(7)实现加密特征水印的嵌入：其中，β、δ为嵌入强度参数， 为 和 的绝对值之和的平均值，同样k＝1,2。