[发明专利]一种数字图像篡改定位的数字水印实现方法

说明书

技术领域

该发明涉及图像处理、计算机视觉、电子政务、电子商务等技术领域。

背景技术

科技的发展促进了数字图像的广泛应用，现在已经可以很方便地获取数字图像，并通过简单的方式完成对数字图像的修改。数字图像的处理方便一方面给人们带来了极大的便利，省去了物理介质的传输打印等过程；另一方面，数字图像的方便修改为非法使用，随意篡改数字图像带了方便，使得针对数字图像的作弊方式越来越多种多样。

目前，已经有多种方式实现对数字图像的篡改定位。但是，目前更多集中于将数字水印信息嵌入到数字图像的最低有效位完成。这种方式，将数字图像自身的认证信息完全嵌入到数字图像的最低有效位，实现起来比较方便，但是由于其易于受到攻击，因此实用性并不强。也有学者提出将多个水印嵌入到数字图像中以提高检测的可靠性，但这种水印对数字图像的修改比较严重，造成较大失真。

发明内容

本发明专利提出了一种失真度较小的数字图像篡改定位方法。该发明将水印信息嵌入到数字图像的最低有效位及次低有效位。为了保证对数字图像的最小修改及认证码的有效性，在嵌入过程中，将数字图像的特征值进行了哈希运算，保证了以较少的信息量完成对待认证图像的特征提取。同时，在嵌入时，仅仅选取有限数量的最低有效位及次低有效位，完成信息的嵌入。位置的选取采用了混沌系统，通过混沌系统建立一个三元组，该三元组用来确定嵌入的物理位置及深度，混沌系统的使用保证了嵌入的高保密性。在进行哈希运算前，对载体图像进行了边缘提取和二值化运算以保证运算的计算量尽可能小。为了进一步提高整体的可靠性，对提取出来的哈希值进行了进一步的自认证。自认证通过对认证码的自身异或运算完成，最后生成一位认证信息。该认证信息与计算出来的认证信息进行连接，一起嵌入到待认证图像内。

在认证时，首先提取嵌入的认证信息，然后通过与嵌入过程相同的方法计算每一子块的认证信息。通过比较两个认证信息是否一致，完成对子块是否被篡改的认证。

附图说明

图1是认证码嵌入过程。

图2是篡改定位是实施过程。

具体实施方式

具体实施方式分为两部分进行介绍，具体如下：

1认证水印嵌入过程

水印嵌入过程完成将数字图像的认证信息嵌入到图像内，让图像能够实现自认证。该过程主要包括：图像分块、混沌选位置、载体位置零、块特征提取、哈希计算、水印自认证、嵌入等步骤，如图1所示。

1.1图像分块

为了实现对篡改进行有效定位，对图像进行分块处理。假设图像大小为M*N像素，将其划分为m*n像素大小互不相交的子块，完成划分后，图像大小为：M*N/(m*n)。

这里，原始图像为：