1.一种多变换域的彩色图像数字水印处理方法，包括水印嵌入和水印提取两个阶段，其特征在于，将彩色图像分通道处理后，对各个色彩分量进行DWT，提取各色彩分量上同类频率子带，将其描述为一个四元数矩阵，根据水印尺寸对四元数矩阵进行分块，再将每个分块QDCT并提取实数矩阵的第一个分量，组成一个与水印尺寸大小一致的系数矩阵，将水印置乱后嵌入到系数矩阵中；水印提取阶段包括：将彩色图像进行分通道的离散小波变换，将嵌入阶段选定的各色彩分量的频率子带描述为一个四元数矩阵，将四元数矩阵进行分块并进行离散余弦变换得到子块，将各子块的实数部分的第一个分量提取出组成一个系数矩阵，根据嵌入密钥提取数字水印；

提取各色彩分量上同类频率子带进一步包括：读取RGB彩色图像F，分通道处理，得红色分量(R)、绿色分量(G)、蓝色分量(B)，将各个通道进行一次DWT获得四个频率子带，分别为低频(LLq)、水平(LHq)、垂直(HLq)、对角线(HHq)子带，其中，q代表频率子带所属色彩分量，即q∈{R,G,B}；

低频子带四元数矩阵为LL＝LLRi+LLGj+LLBk，i，j，k为四元数的虚数单位，水平子带四元数矩阵LH＝LHRi+LHGj+LHBk，垂直子带四元数矩阵为HL＝HLRi+HLGj+HLBk，高频子带四元数矩阵为HH＝HHRi+HHGj+HHBk，选择LL、LH、HL、HH四个矩阵中的一个矩阵对作为水印待嵌入emb

区域矩阵Q ；

水印的提取中将各子块的实数部分的第一个分量提取出组成一个系数矩阵具体包括，*

获取含水印的彩色图像F ，分通道处理得RGB分量，将各个通道进行一次离散小波变换获得* * * *

四个频率子带，分别为低频(LLq)、水平(LHq)、垂直(HLq)、对角线(HHq)子带，q代表频率子带所属色彩分量，记q∈{R,G,B}，将水印嵌入区域的三个色彩分量的频率子带用四元数描述为一个四元数矩阵 再将四元数矩阵 进行n×n大小分块，对每个子块进行DQCT，提取坐标为(o,p)的子块的实部矩阵 的第一个分量 用其构成系*

数矩阵E，

即

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将水印置乱后嵌入到系数矩阵中进一步包括：先将水印W用猫映射(Arnold)置乱得置乱水印W1，记置乱次数为密钥key1；根据公式E＝T

USV将系数矩阵进行奇异值分解，提取对角矩阵S和两个酉矩阵U与V，将水印W1根据公式E′T

＝S+aW1嵌入对角矩阵S中得过渡矩阵E′，根据公式E′＝U2S2V2将过渡水印E′分解提取对角T

矩阵S2，最后根据公式E″＝US2V 得到重构系数矩阵E″，其中，S、U2、V2依次保存作嵌入密钥key1、key2、key3，a为控制嵌入强度参数，T表示转置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据四元数描述公式Q＝Q1+Q2i+Q3j+Q4k将在不同色彩分量上的同类频率子带描述为一个纯四元数，Q1为四元数的实数分量，Q2、Q3和Q4为四元数的虚数分量，其中，虚数分量用于表征各色分量的频率子带，i，j，k为四元数的虚数单位。

emb

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据公式 确定矩阵Q 分块尺寸为n×n，其中，彩色图像F大小M×N，u＝min(M,N)，ceil为正无穷方向取最小整数函数，emb emb rel img1按照分块位置(o,p)标记子块为Q o,p，对子块Q o,p进行QDCT得DO,P，DO,P＝D O,P+D O,Pi+img2 img3 img1 img2 img3 relD O,Pj+D O,Pk，其中，D O,P、D O,P、D O,P为虚部矩阵，D O,P为实部矩阵,且提取所有子块实部矩阵的第

r el

一个分量D O ,P (1 ,1) 构造一个 新的 系数矩阵E ，即该系数矩阵 为

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据嵌入密钥提取数字水印进一步包括，* * ** * T * **

对E进行奇异值分解并提取对角阵S ，计算过渡矩阵E ＝U2SV2 ，根据公式W＝(E ‑S)/a计*

算加密水印W ，其中，酉矩阵U2、V2分别为嵌入过程中的密钥key3、key4，S为嵌入过程中的密*

钥key2，a为嵌入过程中的控制嵌入强度参数，利用密钥key1将W进行Arnold置乱，获得提取**

的水印W 。

6.一种多变换域的彩色图像数字水印水印嵌入方法，其特征在于，将彩色图像，分通道处理后对各个色彩分量进行DWT，提取各色彩分量上同类频率子带，将其描述为一个四元数矩阵，根据水印尺寸对四元数矩阵进行分块，再将每个分块QDCT，提取QDCT的实数矩阵的第一个分量，组成一个与水印尺寸大小一致的系数矩阵，将水印嵌入到系数矩阵中；

根据四元数描述公式Q＝Q1+Q2i+Q3j+Q4k将在不同色彩分量上的同类频率子带描述为一个纯四元数，Q1为四元数的实数分量，Q2、Q3和Q4为四元数的虚数分量，其中，虚数分量用于表征各色分量的频率子带，i，j，k为四元数的虚数单位，低频子带四元数矩阵为LL＝LLRi+LLGj+LLBk，水平子带四元数矩阵LH＝LHRi+LHGj+LHBk，垂直子带四元数矩阵为HL＝HLRi+HLGj+HLBk，高频子带四元数矩阵为HH＝HHRi+HHGj+HHBk，选择LL、LH、HL、HH四个矩阵中的一个矩阵对作为水印待嵌入区域矩阵；

水印的提取中将各子块的实数部分的第一个分量提取出组成一个系数矩阵具体包括，*

获取含水印的彩色图像F ，分通道处理得RGB分量，将各个通道进行一次离散小波变换获得* * * *

四个频率子带，分别为低频(LLq)、水平(LHq)、垂直(HLq)、对角线(HHq)子带，q代表频率子带所属色彩分量，记q∈{R,G,B}，将水印嵌入区域的三个色彩分量的频率子带用四元数描述为一个四元数矩阵 再将四元数矩阵 进行n×n大小分块，对每个子块进行DQCT，提取坐标为(o,p)的子块的实部矩阵 的第一个分量 用其构成系*

数矩阵E，即

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将水印置乱后嵌入到系数矩阵中进一步包括：先将水印W用猫映射(Arnold)置乱得置乱水印W1，记置乱次数为密钥key1；根据公式E＝T

USV将系数矩阵进行奇异值分解，提取对角矩阵S和两个酉矩阵U与V，将水印W1根据公式E′T

＝S+aW1嵌入对角矩阵S中得过渡矩阵E′，根据公式E′＝U2S2V2将过渡水印E′分解提取对角T

矩阵S2，最后根据公式E″＝US2V 得到重构系数矩阵E″，其中，S、U2、V2依次保存作嵌入密钥key1、key2、key3，a为嵌入过程中的控制嵌入强度参数，T表示转置。

emb

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据公式 确定矩阵Q 分块尺寸为n×n，其中，彩色图像F大小M×N，u＝min(M,N)，ceil为正无穷方向取最小整数函数，emb emb rel img1按照分块位置(o,p)标记子块为Q o,p，对子块Q o,p进行QDCT得DO,P，DO,P＝D O,P+D O,Pi+img2 img3 img1 img2 img3 relD O,Pj+D O,Pk，其中，D O,P、D O,P、D O,P为虚部矩阵，D O,P为实部矩阵,且提取所有子块实部矩阵的第

r el

一个分量D O ,P (1 ,1) 构造一个 新的 系数矩阵E ，即该系数矩阵 为

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据嵌入密钥提取数字水印进一步包括，* * ** * T * **

对E进行奇异值分解并提取对角阵S ，计算过渡矩阵E ＝U2SV2 ，根据公式W＝(E ‑S)/a计*

算加密水印W ，其中，酉矩阵U2、V2分别为嵌入过程中的密钥key3、key4，S为嵌入过程中的密*

钥key2，a为嵌入过程中的控制嵌入强度参数，利用密钥key1将W进行Arnold置乱，最终获得**

提取的水印W 。

10.一种多变换域的彩色图像数字水印提取方法，其特征在于，将彩色图像进行分通道的DWT，将嵌入阶段选定的各色彩分量的频率子带描述为一个四元数矩阵，将四元数矩阵进行分块并进行离散余弦变换QDCT得到子块，将各子块的实数部分的第一个分量提取出组成一个系数矩阵，根据嵌入密钥提取数字水印；

根据四元数描述公式Q＝Q1+Q2i+Q3j+Q4k将在不同色彩分量上的同类频率子带描述为一个纯四元数，Q1为四元数的实数分量，Q2、Q3和Q4为四元数的虚数分量，其中，虚数分量用于表征各色分量的频率子带，i，j，k为四元数的虚数单位，低频子带四元数矩阵为LL＝LLRi+LLGj+LLBk，水平子带四元数矩阵LH＝LHRi+LHGj+LHBk，垂直子带四元数矩阵为HL＝HLRi+HLGj+HLBk，高频子带四元数矩阵为HH＝HHRi+HHGj+HHBk，选择LL、LH、HL、HH四个矩阵中的一个矩阵对作为水印待嵌入区域矩阵；

水印的提取中将各子块的实数部分的第一个分量提取出组成一个系数矩阵具体包括，*

获取含水印的彩色图像F ，分通道处理得RGB分量，将各个通道进行一次离散小波变换获得* * * *

四个频率子带，分别为低频(LLq)、水平(LHq)、垂直(HLq)、对角线(HHq)子带，q代表频率子带所属色彩分量，记q∈{R,G,B}，将水印嵌入区域的三个色彩分量的频率子带用四元数描述为一个四元数矩阵 再将四元数矩阵 进行n×n大小分块，对每个子块进行DQCT，提取坐标为(o,p)的子块的实部矩阵 的第一个分量 用其构成系*

数矩阵E，即