[发明专利]基于DWT-DCT的图像自适应盲水印算法

说明书

技术领域

本发明属于信息安全技术领域，具体涉及一种基于DWT-DCT的图像自适应盲水印算法。

背景技术

随着互联网应用的普及，越来越多的数字化多媒体内容信息纷纷以各种形式在网络上快速交流和传播。如何对数字化多媒体内容进行有效的管理和保护，成为信息安全领域的研究热点。信息隐藏可以在载体中嵌入难以被感知的秘密信息以保护数字内容的版权或用于保密通信，可以很好的解决上述问题。信息隐藏不同于传统的数据加密，数据加密隐藏信息的内容，让第三方看不懂；信息隐藏不但隐藏了信息的内容，而且隐藏了信息的存在性，让第三方看不见。隐写术与数字水印是信息隐藏的两个重要研究分支，采用的原理都是将一定量的信息嵌入到载体数据中，但由于应用环境和应用场合的不同，对具体的性能要求不同。

数字水印是通过对载体进行难以被感知的改动，嵌入与载体有关的信息，嵌入的信息不一定是秘密的，也有可能是可见。数字水印的目的是保护数字内容的所有权。图像水印嵌入的信息可以是图像版权保护信息、作品序列号、艺术家等，用于图像的版权保护、盗版追踪和拥有者识别等。

目前，数字水印技术有多种实现方法，如Luo等人利用JPEG量化表对DCT系数进行量化时，利用不同块的相同位置上DCT(离散余弦变换)系数变化性质大体保持一致的性质和每个块的纹理特性，使用每四个相邻DCT块来嵌入一位信息，来嵌入数字水印。由于只允许4个相邻块中的第一个做一定的调整，并且门限值不容易自适应确定，这导致该算法的灵活性与鲁棒性在很大程度上受到了限制。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出了一种基于DWT-DCT的图像自适应盲水印算法，该算法具有较好的不可见性和较强的鲁棒性，且算法的效率较高。

本发明包括两个主要算法：水印嵌入算法和水印提取算法。

其中，所述水印嵌入算法包括以下步骤：

(1-1)使用量化表对亮度掩模和对比度掩模进行归一化处理并化简，得到归一化掩模，将归一化掩模α_k(i)作为第k个DCT块的第i位置的嵌入强度；

(1-2)图像预处理：选择二值图像作为水印图像，使用Arnold变换实现水印图像的置乱，得到置乱后的水印U；

(1-3)对原始图像进行32×32分块，对每块做一次离散小波变换，得到每块的逼近分量；对每块的逼近分量再做8×8DCT变换，使用JEPG量化表对所有DCT系数进行量化，再将量化后的系数按照zig-zag排序；

(1-4)使用步骤(1-1)得到的归一化掩模作为水印嵌入强度，将步骤(1-2)中置乱后的水印U嵌入到DCT变换后的四相邻块中；

(1-5)重复步骤(1-1)至(1-4)，完成所有水印U的嵌入，对嵌入水印的原始图像进行8×8反DCT变换，再进行32×32反离散小波变换，得到嵌入水印后的图像W'；

水印提取算法，包括以下步骤：

(2-1)对嵌入水印后的图像W'进行32×32分块，对每块做一次离散小波变换，再对每块的逼近分量做8×8DCT变换，使用JEPG量化表对所有DCT系数进行量化，再将量化后的系数按照zig-zag排序；

(2-2)检测嵌入的水印DCT变换后的四相邻块中左上角块嵌入位置的量化值大于其余三块嵌入位置的量化值的均值，则嵌入水印信息为1，否则为0；

(2-3)得到Arnold置乱后的水印U^*，将得到的水印U^*反置乱，完成水印的提取。

进一步地，上述步骤(1-1)中的归一化掩模α_k(i)公式为：