一种密文图像的可逆水印算法

摘要

本发明提出了一种密文图像的可逆水印算法，该方法涉及图像信息安全，加密信号处理领域，该方法对密文图像进行整数小波变换后，根据秘钥直接将水印信息嵌入到图像的高频区子带中，再通过相应的逆变换及乘法逆元方法移除数据扩展后得到含水印的密文图片；在接收端，进行相同的变换后，根据密钥直接提取水印，并在解密后完成原始图像的无损恢复。该方法嵌入容量高，保密性强，水印的提取是可逆的，能实现图像无损或近无损嵌入和提取水印。

主权项

一种密文图像的可逆水印算法，该方法涉及图像信息安全，加密信号处理领域，其主要特征是：本方法对密文图像进行整数小波变换后，根据秘钥直接将水印信息嵌入到图像的高频区子带中，再通过相应的逆变换及乘法逆元方法移除数据扩展后得到含水印的密文图片；在接收端，进行相同的变换后，根据密钥直接提取水印，并在解密后完成原始图像的无损恢复能够在提取出密文图像中嵌入的水印后无损的恢复原始密文图像的信息，本方法的具体实施步骤如下：步骤1：图像加密图像、视频等信息在上传到云端前，先要进行加密处理，加密后，选取为私钥，（N，g）为公钥，，对明文图像F进行加密，密文图像为C，设随机大质数p、q，，是中所有与互质的整数集合，是小于的整数集合，则密文图像C的加密公式为：步骤2：密文图像高频DWT小波变换密文图像进行整数条件的小波变换，图像进行DWT变换，为解决小数问题，依据整数约束条件：以为扩展因子，对密文图像进行k层高频整数小波变换，得到各级系数子带：其中，K表示小波分解层数；步骤3： DWT变换后高频子带系数高、低位分解经DWT变换后得到k层小波系数组，然后将高频子带中的小波系数分为两部分：一部分：高位部分，即绝对值权值大于或等于；另一部分：低位部分，即绝对值权值小于；可以表示为：设其中绝对值大于的部分为，它描述的是的高位，用来描述的低位；步骤4：定义水印和水印嵌入令，即等于低位部分，将作为水印，首先先将进行猫脸变换也就是置乱处理，变换后记为，按照图像加密的方法，对进行加密，加密后得到水印密文，用来表示:进行如下运算实现水印嵌入，其中为数据中的正负号标志：用取代k层DWT变换中的系数部分，然此时各级系数子带为：进行小波反变换得到：就是加入可逆水印后的密文图像；因为是整数，所以在进行小波逆变换的时候，扩展因子由于加密的同态性，被完全移除；步骤5 ：水印可逆提取以及图像的恢复步骤5.1：将定义为水印提取的密钥；步骤5.2：对含水印的密文图像进行整数DWT变换，按照水印的嵌入逆运算，提取出高频分量；步骤5.3：利用水印提取私钥和水印嵌入公钥去除水印，去除水印的方法如下：步骤5.4：去除符号标志：步骤5.5：利用乘法逆元除去扩展因子得到，解密水印图像，进行置乱还原，恢复原始水印；步骤5.6：还原小波变换系数矩阵，进行小波逆变换得到原始图像。