[发明专利]低虚警率彩色QR码数字水印方法

摘要

本发明涉及一种低虚警率彩色QR码数字水印方法，基于彩色QR码和DWT‑SVD技术的快速有效的双彩色图像水印算法。通过将阶调层次丰富的彩色QR码分通道归一化嵌入到经DWT变换和SVD分解的载体图像中，不仅具有较好的不可见性，而且还能抵抗裁切、旋转、JPEG压缩、高斯噪声和椒盐噪声等常规攻击，具有良好的鲁棒性以及较高的QR码解码率。通过嵌入提取阶调层次丰富的QR码可实现大量信息的嵌入，满足了高端公司对水印算法的需求，同时方法还具有较快的运行速度，效率得到极大了提高；通过嵌入审核标记，在能正常提取攻击后的含水印载体图像情况下，有效地解决了SVD分解算法存在的高虚警率问题。在数字版权保护中具有一定的应用价值。

主权项

1.一种低虚警率彩色QR码数字水印方法，其特征在于，包括水印嵌入和水印提取，水印嵌入具体包括如下步骤：1)首先对彩色QR码进行初步加密：将彩色QR码分离出R、G、B三通道灰度图，对每一通道进行Arnold变换,迭代的次数作为密钥；2)对置乱加密后的图像进行归一化处理：用下面公式对置乱后的各通道图像进行归一化处理，得到水印图像；r’＝(r‑128)/128其中，r为像素原始值，r’为归一化后的像素值；3)将载体图像分离出R、G、B三通道，然后进行离散小波DWT变换和奇异值SVD分解：对各通道进行二级DWT变换后，再对二级低频子带进行SVD分解，分解后的对角矩阵S作为水印的嵌入区域；4)嵌入QR码：通过下面公式将步骤2)对置乱后的各通道图像进行归一化处理后得到的水印图像W加权嵌入到步骤3)载体图像S矩阵中，再次进行SVD分解生成正交矩阵U1和V1，并保存U1和V1作为密钥，然后进行SVD逆变换、DWT逆变换并合并得到含水印载体图像；S+αW＝U1S1V1^T，S1为再次SVD分解后的对角矩阵，T为转置；5)根据需要生成审核标记嵌入含水印图像：根据自身需要，生成二值标记矩阵嵌入到含水印图像经DWT变换后的中频中，并设定审核阈值m，再进行DWT逆变换得到最终的含水印图像，审核标记同其它密钥一同注册保存；水印提取具体包括如下步骤：A：进行载体图像审核：对载体图像进行DWT变换，基于中频提取审核标记与注册保存的审核标记比对，计算正确点数n与所设定阈值m相比,若m≤n则停止提取，反之则继续提取；B：将含水印载体图像分离出RGB三通道分别进行二级DWT变换，并对二级低频子带进行SVD分解，得到分解后对角矩阵S1；C：基于SVD分解所得对角矩阵S1，借助密钥U1、V1、原载体图像SVD分解后对角矩阵S和加权系数α经步骤4)中公式得到水印各通道信息；D：对各通道水印信息通过反归一化进行反归一化处理：反归一化公式如下,其中R为像素原始值，R’为归一化后的像素值；R＝R’*128+128；E：将反归一化运算后的各通道水印借助密钥迭代次数进行Arnold逆变换；F：最后将Arnold逆变换后的各通道信息合并即得水印图像彩色QR码。