[发明专利]基于素数分布原理的图像数字水印嵌入及提取方法

说明书

本发明涉及图像处理和信息安全技术领域，具体涉及一种基于素数分布原理的图像数字水印嵌入及提取方法，包括数字水印嵌入流程和数字水印提取流程；本发明有效地提高了水印图像的视觉质量，解决了图像完整性认证，图像篡改检测定位以及信息秘密传输的问题，提高了安全性。

技术领域

本发明涉及图像处理和信息安全技术领域，具体涉及一种基于素数分布原理的图像数字水印嵌入及提取方法。

背景技术

随着互联网和数字技术的广泛应用，图像共享变得极为容易和迅速。数字化产品本身的可复制性和基于网络的广泛传播性，相应也带来了许多安全隐患问题。如何保证图像信息的完整性和机密性变得至关重要。加密只能解决数字信息内容的保密，无法解决多媒体信息的版权保护和内容认证等问题。数字水印技术是将秘密信息嵌入到宿主图像中的技术，可以提取出来以证明合法用户的真实性和所有权。图像数字水印要解决的就是数字版权问题。现有的技术绝大多数是基于离散余弦变换或小波变换，但这些变换往往本身都不够完善，存在应用计算成本高，普适性低，嵌入容量小，安全性较差且篡改检测效率低、定位不精确等普遍问题，亟待解决。

发明内容

为了解决上述技术问题中的不足，本发明的目的在于：提供基于素数分布原理的图像数字水印嵌入及提取方法，具有较低的计算成本，具有良好的篡改检测定位能力，能够嵌入更多的信息，安全性极高，为图像数字认定和保护提供强大的技术保护支撑。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：

所述基于素数分布原理的图像数字水印嵌入及提取方法，包括数字水印嵌入流程和数字水印提取流程，

所述数字水印嵌入流程包括以下步骤：

步骤一，根据素数的分布规律，产生一个近似像素集PIX；

步骤二，利用Logistic混沌映射产生一个秘密序列；

步骤三，将步骤五产生的秘密序列哈希成密文，并将密文转化为二进制序列，根据“0为偶，1为奇”的原则对应的重新定义0到255的奇偶性；

步骤四，若存在一个近似像素集PIX内所有数的奇偶性相同的情况，则优先将第一个数值替换为与其它数奇偶性不同的数；

步骤五，判断二值水印图像像素值w的奇偶性；

步骤六，判断宿主图像像素值P被重新定义后的奇偶性；

步骤七，判断宿主图像像素值P所包含的素数个数N的奇偶性；

步骤八，若二值水印图像像素值w为奇，且宿主图像像素值P被重新定义后的奇偶性和宿主图像像素值P所包含的素数个数N的奇偶性相同，则在与P相同的PIX近似像素集中找到一个值替换P，使之奇偶性不同，否则，不对像素P执行任何操作；

步骤九，若二值水印图像像素值w为偶，且宿主图像像素值P被重新定义后的奇偶性和宿主图像像素值P所包含的素数个数N的奇偶性不同，则在与P相同的PIX近似像素集中找到一个值替换P，否则，使之奇偶性相同，不对像素P执行任何操作；

所述数字水印提取流程包括以下步骤：

步骤一，判断含水印图像像素值P’被重新定义后的奇偶性的奇偶性；

步骤二，判断宿主图像像素值P’所包含的素数个数N’的奇偶性；

步骤三，若含水印图像像素值P’被重新定义后的奇偶性和宿主图像像素值P’所包含的素数个数N’的奇偶性相同，则提出水印的像素w’为0；

步骤四，若含水印图像像素值P’被重新定义后的奇偶性和宿主图像像素值P’所包含的素数个数N’的奇偶性不同，则提出水印的像素w’为1。

优选地，所述数字水印嵌入流程的步骤一的近似像素集PIX中每一组都至少含有两个数以供替换。