[发明专利]一种基于压缩感知的彩色数字图像水印嵌入及提取方法

摘要

本发明通过利用分块策略选择出图像中复杂度高于设定的阈值图像块，作为嵌入目标；接着对目标块和水印图像做小波变换和压缩感知变换，得到测量值矩阵；然后通过对测量值矩阵做奇异值分解和替换，实现水印信息的嵌入过程；最终通过小波逆变换得到含水印的彩色图像；而在提取水印图像时，无需原始载体图像的参与，实现对水印信息的盲提取。该水印方法在保证水印信息安全的前提下，具有隐蔽性好、安全性高和鲁棒性强等优点。

主权项

1.一种基于压缩感知的彩色数字图像水印嵌入及提取方法，其特征在于：包括水印嵌入部分和水印提取部分：(1)水印嵌入部分：步骤101：将彩色载体图像中的B通道图像分割成不重叠的图像块，得到图像块集合f，并选择其中的部分图像块f_i作为水印嵌入目标，将图像块f_i的位置i作为提取水印的1号密匙进行保存；步骤102：对图像块f_i做小波变换，得到其高频子带系数矩阵H；步骤103：通过稀疏基Ψ和观测矩阵Φ，对高频子带系数矩阵H及原始的图像块f_i做压缩感知变换，得到测量值矩阵Y_H和Y_W；步骤104：对测量值矩阵Y_H和Y_W做SVD变换：其中U_H、U_W、为正交矩阵，∑_H、∑_W为对角矩阵；此时通过使用∑_W来替换测量值矩阵Y_H中的∑_H来嵌入水印信息，其公式为：其中Y′_H为嵌入水印后的测量值矩阵，将U_W和作为提取水印的2号密匙进行保存；步骤105：使用观测矩阵Φ、嵌入水印后的测量值矩阵Y′_H进行压缩感知优化重构，得到嵌入水印后的高频子带系数矩阵H′；步骤106：对高频子带系数矩阵H′和原始图像块f_i中的低、中频子带做小波逆变换，恢复得到嵌入水印后的图像块f′_i；(2)水印提取部分步骤201：提取含水印的彩色载体图像中的B通道图像，然后通过1号密匙在B通道图像中找到嵌入了水印的图像块f_i^*；步骤202：对图像块f_i^*进行小波变换，得到高频子带系数矩阵H^*，通过稀疏基Ψ和观测矩阵Φ对高频子带系数矩阵H^*及图像块f_i^*做压缩感知变换，获得测量值矩阵步骤203：对测量值矩阵做SVD变换，得到对角矩阵此时，通过2号密匙提取出水印信息W_i^*：