專利申請日 2003.06.26
名稱 基於余數圖像的數字水印嵌入和提取方法
公開（公告）號 CN1471019
公開（公告）日 2004.01.28
類別 物理
頒證日
優先權
申請（專利權） 上海交通大學
地址 200030上海市華山路1954號
發明（設計）人 蔣鈴鴿;王東建;何晨;馮國瑞
國際申請
國際公布
進入國家日期
專利代理機構 上海交達專利事務所
代理人 毛翠瑩
摘要
壹種基於余數圖像的數字水印嵌入和提取方法，將圖像在空間域分塊並利用混沌映射對各虛進行塊內置亂，每虛中的載體圖像數據被分解成“余數圖像塊”和“商圖像塊”，利用混沌序列對水印信息進行加密和直接序列擴頻，將擴頻後的水印信息嵌入到“余數圖像塊”中，對越界數據處理後將各“余數圖像塊”和對應“商圖像塊”組裝，利用混沌映射進行塊內反置亂並將各塊組裝後得到嵌入水印後的圖像。水印提取時，按照水印嵌入時的順序將圖像分塊並用混沌進行塊內置亂，求得相應的“余數圖像塊”，然後用混沌映射生成的檢測序列對“余數圖像塊”進行相關解調並進行門限判決，得到的加密水印用混沌映射解密後恢復出隱藏的水印信息。
主權項
1、壹種基於余數圖像的數字水印嵌入和提取方法，其特征在於包括如下具體步驟： 1)根據授權系統密鑰得到混沌映射參數和初值，產生三組混沌隨機序列，依次記為PN1，PN2和PN3，其中，序列PN1和PN3的長度與載體圖像的像素數 M1×M2相等，序列PN2的長度與水印數據的比特數W相等； 2)圖像分塊置亂、水印數據的加密和擴頻：將載體圖像M1×M2像素分成與水印比特數W壹樣多的虛，每塊大小為N1×N2像素，將序列PN1排列成與載體圖像形狀壹致的M1×M2矩陣，並分解成N1×N2大小的虛，將塊內坐標為 (i，j)的元素值在小數點之後二進制展開log2(N1·N2)位，依次取log2(N1)和 log2(N2)位形成壹個坐標對(cx(i)，cy(j))，依次對每個圖像塊中的(i，j)坐標處和(cx(i)，cy(j))坐標處的像素互換位置，實現載體圖像塊內置亂，將混沌序列PN2量化成0/1等概的二進制序列，並與二進制水印數據異或運算，完成對水印數據的加密，將混沌序列PN3量化成零均值的偽隨機序列作為擴頻調制序列，並將加密的水印比特由{0，1}映射成{-1，+1}，用量化後的隨機序列 PN3對其進行直接序列擴頻得到擴頻後的水印信息； 3)數字水印嵌入：每個置亂後的載體圖像塊對應嵌入壹個水印比特，將每個小塊用模m1分解成“余數圖像塊”和“商圖像塊”，把加密擴頻後的水印乘上水印強度後與對應的“余數圖像塊”相加，並經過模m1內對超過[0，m1-1]的值進行修正，把“余數圖像塊”和對應的“商圖像塊”經塊內反置亂和塊組裝操作得到嵌過水印的載體圖像，其中，模m1選取小於灰度等級256的整數值； 4)水印提取：根據授權密鑰利用混沌映射把收到的嵌入水印的圖像經過與嵌入階段相同的方式分塊置亂，根據信道情況選取模m2得到相應的“余數圖像塊”，按照密鑰恢復擴頻調制序列作為接收機的檢測序列，用該檢測序列與每個“余數圖像塊”進行相關運算並進行判決，得出加密的水印數據；最後，按照密鑰用混沌映射生成解密序列，對水印信息進行解密後得到嵌入的水印信息，其中，模m2的選取分兩種情況：載體圖像發布過程中沒有受到汙染，則取m2＝m1，否則m2取256。