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fi作为水印嵌入目标,将图像块fi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fi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fi做压缩感知变换,得到测量值矩阵YH和YW;
步骤104:对测量值矩阵YH和YW做SVD变换:
其中UH、UW、 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YH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UW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fi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fi*;
步骤202:对图像块fi*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fi*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Wi*:
2.根据权利要求1所述的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:所述步骤101中,选取复杂度高于所设定阈值的图像块作为水印嵌入目标。
3.根据权利要求2所述的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:所述步骤101中,根据图像块方差值的大小来评判其复杂度,若图像块方差值的大小大于设定的阈值,则将其作为水印嵌入目标。
4.根据权利要求3所述的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:所述计算图像块方差值的具体过程如下式所示:设图像的大小为A×A,分块大小为B×B,则图像块方差的计算公式为:
其中,pij表示第i个图像块中第j个像素的灰度值, 表示第i个图像块的平均灰度值,Di表示第i个图像块的方差。
5.根据权利要求1所述的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:所述稀疏基Ψ为正交小波基,测量矩阵Φ为随机伯努利矩阵。
6.根据权利要求1所述的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:所述步骤105中,对测量值矩阵Y′H做压缩感知优化时选用正交匹配追踪算法。
7.根据权利要求1所述的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:所述步骤203中,提取到n个图像块fi*的水印信息Wi*后,对n个图像块fi*的水印信息Wi*取均值处理。