[发明专利]基于方向各向异性和奇异值分解相结合的彩色水印方法

说明书

本发明基于方向各向异性和奇异值分解相结合的彩色水印方法，步骤包括：1)对二值水印图像做SVD变换，提取变换后的奇异值信息作为嵌入信息；2)利用Canny边缘检测算法和Hough直线检测技术确定Directionlet变换的变换方向；3)选取采样矩阵和各向异性比；4)对图像蓝色分量进行Dirctionlet变换；5)选择中频子带执行奇异值分解，6)将二值图像的奇异值信息嵌入中频子带的奇异矩阵中；7)经过逆SVD变换和逆Directionlet变换得到嵌入水印后的蓝色分量图像，结合红色和绿色分量得到嵌入水印后的彩色图像。本发明方法，大大提高了水印方案的不可见性和鲁棒性。

技术领域

本发明属于数字图像处理技术领域，涉及一种基于方向各向异性和奇异值分解相结合的彩色水印方法。

背景技术

在现有的图像水印算法中，大多数载体图像是灰度图像，其水印图像是二值图像或灰度图像。随着越来越多的彩色图像在互联网上的广泛使用，将水印图像嵌入彩色主图像的研究也变成了水印算法的研究重点，而不可见性和鲁棒性是衡量水印方案的最重要标准，因此，研究一种不可见性和鲁棒性较好的水印方案得到了众多研究人员的关注。

目前，已经研究出的彩色图像水印方案主要包括两种：第一种方法是基于空间域的彩色水印方案，这种方法思想简单，只需要改变图像中的像素值即可嵌入水印图像，但是水印方案的鲁棒性较差；第二种方法是基于频率域的彩色图像水印方案，目前已有的方法如基于DCT变换、DWT变换、Contourlet变换等多种频域水印方案，实验表明这些方法取得了较好的鲁棒性效果，但是视觉效果较差，因此均衡不可见性和鲁棒性成为了研究的重点。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于方向各向异性和奇异值分解相结合的彩色水印方法，解决了现有技术均衡不可见性和鲁棒性不高的问题。

本发明的技术方案是，一种基于方向各向异性和奇异值分解相结合的彩色水印方法，按照以下步骤实施：

步骤1，对预定的二值水印图像W_O进行奇异值分解，提取分解后的奇异矩阵中的奇异值信息。

步骤2，利用Canny边缘检测算法和Hough直线检测技术对一个彩色模型图像的蓝色分量图像L_b进行检测，定位得到直线，选择其中一条相对连续的直线作为Directionlet变换的变换方向；

步骤3，对各个彩色模型图像分别取不同的采样矩阵，陪集个数为偶数；

步骤4，对一个彩色模型图像的蓝色分量图像L_b执行Directionlet变换，

进行采样得到陪集数量，采用的模型陪集数量都为2，因此对两个陪集都沿r₁方向和r₂方向分别做3次和2次一维小波变换，每个陪集都能够得到32个频率子带；

步骤5，对步骤4所获得的频率子带的中间子带执行奇异值分解，得到两个正交矩阵和一个奇异矩阵；

步骤6，将二值水印图像W_O的奇异值信息嵌入中频子带的奇异矩阵S中，通过修改奇异值嵌入水印；

步骤7，首先结合修改后的奇异矩阵S₂′和未作修改的两个正交矩阵U和V进行逆SVD变换得到中频子带图像，再进行逆Directionlet变换得到嵌入水印后的模型蓝色图像L_wb，最后结合红色和绿色分量得到模型的彩色水印图像L_w。

本发明的有益效果是，选择彩色模型图像的蓝色分量图像进行各向异性变换得到所有频率子带，以嵌入水印达到更好的可视性效果；利用奇异值的特性，对中频子带进行奇异值分解，在所得到的奇异矩阵中嵌入水印信息，嵌入水印后的水印图像遭受攻击时奇异值不会发生较大变化，具有较好的鲁棒性。

附图说明