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专利号: 202310425058X
申请人: 淮阴工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于SIFT和Harris角点检测的鲁棒可逆水印算法,其特征在于,包括有以下步骤:步骤1:获取待处理图像,对图像进行归一化处理,得到归一化图像Nf;

步骤2:在归一化图像Nf中进行角点检测,采用Harris算法与SIFT算法分别检测图像中的关键点,再取出共同的关键点作为嵌入水印的最终角点集R;

步骤2.1:首先进行初始化操作,对角点检测过程中的模版大小进行设定;

步骤2.2:利用Harris角点检测出角点集R1,再利用SIFT特征点检测出角点集R2;

步骤2.3:计算角点集R2中角点圆形区域Γ,获得各区域的纹理特征,按照纹理的重要性,对角点集R2中各角点进行从大到小排列;从纹理最大的角点R2‑max开始,在其圆形区域Γ2‑max内删除无用的角点;

步骤2.4:在除R2‑max外的角点集R2内,继续选择纹理最大的角点进行判断,直到所有角点判断完毕后,再根据与Γ域内质心的距离取得新的角点集R3;

步骤2.5:取角点集R1与角点集R3的共同角点集作为最终角点集R;

步骤3:按序选取角点集R中的一个角点区域,构建所述角点区域图像的直方图,找到零点z和峰值点p;

步骤4:pz,按照由上到下、由右到左的顺序,对图像中的各个像素点进行扫描,选取次峰值点和次零点之间的像素用于水印嵌入;

步骤5:将水印信息W进行Arnold变换得到W′,再将其转变为一维二进制序列sk,并将其顺序嵌入各个像素点的灰度值vij,则v′ij=vij+sk;

步骤6:重复执行步骤3到步骤5,直至角点集R中所有角点区域均被处理,水印嵌入完成,并得到嵌入水印后的图像。

2.根据权利要求1所述的基于SIFT和Harris角点检测的鲁棒可逆水印算法,其特征在于,所述步骤2.3中在其圆形区域Γ2‑max内删除无用的角点,具体操作为:假设角点集R2中的某个角点C圆心为(xC,yC),圆形区域Γ半径为r,Γ的质心为(x0,y0),具体表示为:角点C圆心与圆形区域Γ之间的距离Dist表示为:

设D为阈值,若Dist≤D,则取此角点,反之则删除该角点。

3.根据权利要求1所述的基于SIFT和Harris角点检测的鲁棒可逆水印算法,其特征在于,所述步骤4中当p

1)从左到右,若在峰值点右侧第一次出现两个及以上零点,则以第二个零点为零点z,第一个零点作为次零点z‑1;

2)从左到右,若在峰值点右侧第一次出现一个零点,则以零点邻近左侧一位置作为次零点z‑1,出现的零点即为零点z;

3)从左到右,若在峰值点右侧无零点,则以最小值作为零点z,其左邻近一位置作为次零点z‑1;

当各个像素点的灰度值vij>z‑1或vij

4.根据权利要求1所述的基于SIFT和Harris角点检测的鲁棒可逆水印算法,其特征在于,所述步骤4中当p>z时,选取次峰值点和次零点具体操作为:当p>z时,次峰值点为p‑1;次零点为:

1)从右到左,若在峰值点左侧第一次出现两个及以上零点,则以第二个零点为零点z,第一个零点作为次零点z+1;

2)从右到左,若在峰值点左侧第一次出现一个零点,则以零点邻近右侧一位置作为次零点z+1,出现的零点即为零点z;

3)从右到左,若在峰值点左侧无零点,则以最小值作为零点z,其右邻近一位置作为次零点z+1;

当各个像素点的灰度值vijp‑1时,vij保持不变;否则vij=vij‑1,即:

5.根据权利要求1所述的基于SIFT和Harris角点检测的鲁棒可逆水印算法,其特征在于,所述步骤5中对传统的Arnold变换进行改进,改进公式如下:x′,y′∈{0,1,2,...,N‑1}

其中,c和d为随机生成的置乱次数,M表示图像大小,N为图像的高度或宽度,原始像素坐标(x,y)经过变换Arnold变换后,得到变换后的坐标为(x′,y′)。

6.根据权利要求1所述的基于SIFT和Harris角点检测的鲁棒可逆水印算法,其特征在于,对于零点z和峰值点无需以密钥的形式保存。

7.根据权利要求1至6任一所述的基于SIFT和Harris角点检测的鲁棒可逆水印算法,其特征在于,还包括水印提取方法,具体包括如下步骤:步骤8.1:对待提取水印图像进行归一化处理,得到归一化图像Nf′;

步骤8.2:归一化图像Nf′进行直方图变换,得到嵌入水印时零点z和峰值点p的值;

步骤8.3:利用Harris角点检测出角点集R1,再利用SIFT特征点检测出角点集R2,取角点集R1与角点集R2的共同角点集作为最终角点集R;

步骤8.4:对角点集R构成的每个角点区域图像进行逐行扫描,选取次峰值点和次零点之间像素用于水印提取;

步骤8.5:对提取的水印信息I′进行置乱的逆运算,得到最终的水印信息I;

步骤8.6:对图像进行恢复,即可得到原始图像;

8.根据权利要求7所述的基于SIFT和Harris角点检测的鲁棒可逆水印算法,其特征在于,所述步骤8.4中选取次峰值点和次零点之间像素具体包括:根据零点z和峰值点p之间的关系确定次峰值点和次零点之间像素,具体为:

1)若p

2)若p>z,若vij=p‑1或vij=p‑2,则说明该点为水印信息嵌入的像素点;当vij=p‑1时,提取的水印信息I′为0,且vij保持不变;当vij=p‑2时,提取的水印信息I′为1,且令vij=vij+

1,即:

9.根据权利要求8所述的基于SIFT和Harris角点检测的鲁棒可逆水印算法,其特征在于,所述步骤8.6中对图像进行恢复具体操作如下:在pz‑1或vij

在p>z时,当vij>p‑1或vij