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专利号: 2022106943846
申请人: 鲁东大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-07
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种融合LU分解的空域彩色数字图像盲水印方法,其特征在于通过具体的水印嵌入过程和提取过程来实现的,其水印嵌入过程描述如下:第一步:首先,将一幅像素尺寸大小为N×N的彩色水印图像W依照红、绿、蓝三基色的顺序分成3个分层水印图像Wi;然后,利用基于密钥Kai的二维复合混沌映射对每个分层水印图像Wi进行置乱;最后,将置乱后的分层水印图像中每个十进制像素值用8位二进制数表示,2

并依次连接形成长度为8N 的分层水印位序列SWi,其中i=1, 2, 3分别表示红、绿、蓝三层;

第二步:将一幅像素尺寸大小为M×M的原始彩色宿主图像H依照红、绿、蓝三基色的顺序分成3个分层水印图像Hi,并将其分成像素尺寸大小为m×m的不重叠图像块;根据分层水2

印位序列长度8N ,利用基于密钥Kbi的Matlab系统内置函数randperm(.)生成的伪随机序列在3个分层水印图像Hi中随机地选择出所有待嵌入水印的图像块,其中i=1, 2, 3分别表示红、绿、蓝三层;

第三步:选择一个待嵌入水印的图像块A,利用公式(1)在空域中直接计算出其经过LU分解后得到的下三角矩阵L在第k行第1列的元素Lk,1;

Lk,1=Ak,1/A1,1                              (1)其中,Ak,1是A在第k行第1列的像素值,k∈{p, q},1≤p, q≤m,且p≠q,m是图像块的像素尺寸大小;

第四步:按先后顺序从分层水印位序列SWi中取出一位待嵌入水印信息w,依据该嵌入水印信息及公式(2)对下三角矩阵L第一列元素相应位置的值进行更改得到新的下三角矩阵*L ;

  (2)

*

其中, 是L 在第k行第1列的元素,Lk,1是L在第k行第1列的元素,k∈{p, q},1≤p, q≤m,且p≠q,m是图像块的像素尺寸大小,Ti是第i个图像通道的量化步长,i=1, 2, 3分别表示红、绿、蓝三层;

第五步:利用公式(3),将高相关性元素的变化量Δk分布到待嵌入水印的图像块A的相*关像素上,得到含水印图像块A ;

                       (3)*

其中, , 是L 在第k行第1列的元素,Lk,1是L在第k行第1列的元素,*

是A 在第k行第j列的像素值,Ak,j是A在第k行第j列的像素值,k∈{p, q},1≤p, q≤m,且p≠q,1≤j≤m,m是图像块的像素尺寸大小;

*

第六步:用含水印图像块A 替换宿主图像H中相应位置上的未嵌入水印的图像块A,完成一位水印信息嵌入到一个图像块的过程;

第七步:重复执行本过程的第三步到第六步,直到所有的水印信息都被嵌入完成为止,* *最后,重组3个分层含水印图像Hi 获得彩色含水印图像H ,其中i=1, 2, 3分别表示红、绿、蓝三层;

其水印提取过程描述如下:

* *

第一步:将彩色含水印图像H 依照红、绿、蓝三基色的顺序分成3个分层含水印图像Hi ,并将其分成像素尺寸大小为m×m的不重叠图像块,其中i=1, 2, 3分别表示红、绿、蓝三层;

第二步:利用上述水印嵌入过程中所提到的基于密钥Kbi的Matlab系统内置函数randperm(.)生成的伪随机序列选择出所有待提取水印的图像块,其中i=1, 2, 3分别表示红、绿、蓝三层;

*

第三步:选择一个待提取水印的图像块A ,利用公式(4)在空域中直接计算出其经过LU*分解后得到的下三角矩阵L 在第k行第1列的元素 ;

                           (4)*

其中, 是A 在第k行第1列的像素值,k∈{p, q},1≤p, q≤m,且p≠q,m是图像块的像素尺寸大小;

* *

第四步:利用公式(5),从待提取水印的图像块A 中提取所含有的水印信息w ;

                    (5)*

其中, 是L 在第k行第1列的元素,k∈{p, q},1≤p, q≤m,且p≠q,m是图像块的像素尺寸大小;

第五步:重复执行第三步到第四步,直到提取出所有的二进制水印位为止,然后得到提*取的分层二进制水印序列SWi ,再把每8位二进制信息作为一组转换成十进制的像素值,其中i=1, 2, 3分别表示红、绿、蓝三层;

第六步:对转化后的每层十进制像素值执行基于密钥Kai的逆二维复合混沌映射并获得*分层水印图像Wi ,其中i=1, 2, 3分别表示红、绿、蓝三层;

* *

第七步:组合获得的分层水印图像Wi 形成最终提取出的水印图像W ,其中i=1, 2, 3分别表示红、绿、蓝三层。