基于多级DCT的DWT-SVD鲁棒水印方法

摘要

本发明涉及一种基于多级DCT的DWT-SVD鲁棒水印方法。本发明方法包括水印嵌入方法和水印提取方法。水印嵌入方法首先对原始图像进行离散小波变换，之后将其低频子带分块并对每小块进行多级离散余弦变换，然后将待嵌入水印进行混沌加密，选择每小块多级DCT系数组成新矩阵，并将加密后的水印嵌入到该新矩阵的奇异值矩阵中。水印提取方法是水印嵌入方法的逆过程，包括提取加密水印，并利用密钥对水印进行解密和恢复。本发明方法结合DWT、SVD在数字水印方面的优势，利用多级DCT的能量集中特性，获得了更多数值较大的数据，提高了水印的嵌入容量，并且依然保持了鲁棒性较好的特点，较好的解决了水印容量和鲁棒性之间的矛盾。

主权项

基于多级DCT的DWT‑SVD鲁棒水印方法，包括水印嵌入方法和水印提取方法，其特征在于：所述的水印嵌入方法的具体步骤是：步骤1：获取正方形的原始载体图像I(M,M)，M是图像的行和列，对进行一级离散小波变换，得到低频子带LL，其矩阵大小为将其低频子带LL划分为互不重叠的n×n个大小为m×m的子块，n是m的整数倍，最终得到每小块子矩阵；步骤2：对待嵌入的水印W采用logistic映射混沌模型进行混沌加密得到加密后水印W₀，记映射初值为X₀，混沌系数μ∈(3.5699,4]，然后将加密后的水印按行排成一列，将初值X₀和μ当作密钥，缺少任何一个参数或者参数不正确，都无法解密；步骤3：对每小块子矩阵进行一次离散余弦变换，然后选择每小块变换系数矩阵的左上角矩阵再次进行离散余弦变换，然后选择每小块二级变换系数矩阵的左上角矩阵组成新矩阵B；步骤4：对新矩阵B进行奇异值分解：B＝U₁S₁V₁^T，得到矩阵U₁、V₁和S₁，将W₀矩阵添加到奇异值矩阵S₁上，并对S₁进行奇异值分解：S₁+αW₀＝U₂S₂V₂^T,得到矩阵U₂、V₂和S₂,α为隐藏添加系数，由B^*＝U₁S₂V₁^T得到变换矩阵B^*；步骤5：采用B＝B^*对矩阵B更新，然后将B中的系数还原到步骤3中每小块二级变换系数矩阵中，进行二级离散余弦逆变换，得到嵌入水印后的低频子带，再进行离散小波逆变换，得到嵌入水印的图像I^*，U₂、V₂和S₁保留当作密钥K，用于水印的提取；所述的水印提取方法的具体步骤是：步骤a：对嵌入水印的图像I^*进行一级离散小波变换，将低频子带LL进行n×n分块，得到每小块子矩阵；步骤b：对每小块子矩阵进行一次离散余弦变换，然后选择离散余弦变换系数矩阵的左上角矩阵再次进行离散余弦变换，分别提取出每小块二级离散余弦系数矩阵的左上角矩阵组成新矩阵B^**；步骤c：对矩阵B^**进行奇异值分解：B^**＝U₁^*S₂^*V₁^*T；用S₂^*和密钥K计算出矩阵E＝U₂S₂^*V₂^T,最后计算需要提取的水印W^*，对提取出的水印进行混沌解密即可恢复真实的水印。