一种新型保真鲁棒数字水印方法

摘要

本发明公开了一种新型保真鲁棒数字水印方法，该算法以嵌入算法为主要内容，首先分割原始图像为8x8互不覆盖的子块，然后对每个子块进行离散余弦变换;最后以从受攻击后的含水印图形中提取出的水印信息完整度最大化为目标,在峰值信噪比(PSNR)大于25dB约束下,对各子块的水印加权值进行优化,得到的最优解作为最终的水印嵌入方案；本发明在保证数字水印保真性前提条件下,利用进化优化算法对水印鲁棒性进行优化,综合考虑保真性和鲁棒性,提高数字水印的质量,嵌入水印后的图像较原图像很难察觉图像降质,并且对压缩,滤波,缩放旋转剪切等攻击具有良好的稳健性。

主权项

1.一种新型保真鲁棒数字水印方法，其特征在于，所述的新型保真鲁棒数字水印方法以嵌入算法为主要内容，具体过程如下：步骤一、分割原始图像为8×8互不覆盖的子块;对一幅N*N的图像,进行8*8分块操作,得到(N/8)*(N/8)个小块；步骤二、对每个子块进行离散余弦变换;离散余弦变换公式如下:$F(u,v)=c\left(u\right)c\left(v\right)\underset{x=0}{\overset{N-1}{\Sigma }}\underset{y=0}{\overset{N-1}{\Sigma }}f(x,y)\cos \frac{(2x+1)\mathrm{u\pi }}{2N}\cos \frac{(2y+1)\mathrm{v\pi }}{2N}---\left(1\right)$其中,f(x,y)是大小为N*N的原始图像,$c\left(u\right)=c\left(v\right)=\left\{\begin{array}{cc}\frac{1}{\sqrt{2}}& u=0\mathrm{or\; v}=0\\ 1& u,v=\mathrm{1,2},...,N-1\end{array}\right.$步骤三、以从受攻击后的含水印图形中提取出的水印信息完整度最大化为目标,在峰值信噪比(PSNR)大于25dB约束下,对各子块的水印加权值进行优化,得到的最优解作为最终的水印嵌入方案；具体方法如下:公式(2)为水印嵌入准则,其中W＝{w(i)}为水印图像,X＝{x₀(i)}为原始图像,X_w＝{x_w(i)}为含水印图像,H＝{h(i)}为水印加权值；x_w(i)＝x₀(i)×(1+h(i)W(i))    (2)公式(3)表示水印信息完整度,其中W表示原始水印,We表示提取出的水印,Nw为水印大小；$f_{\mathrm{Int}}(W,W_e)=\frac{{\Sigma }_{x,y}|W(x,y)-W_e(x,y)|}{N_w}---\left(3\right)$公式(4)表示峰值信噪比,其中I表示原始图像,Iw表示含水印图像,N为原始图像大小；$f_{\mathrm{PSNR}}(I,I_w)=10\times {\log }_{10}\left(\frac{N^2\times \max I^2(x,y)}{{\Sigma }_{x,y}[I(x,y)-I_w(x,y){]}^2}\right)---\left(4\right)$水印嵌入方案的优化模型为:优化变量:水印加权值H目标函数:f_Int(W，W_e)约束条件:s.t.f_PSNR(I，I_w)＞25。