一种实现篡改区域精确定位的图像脆弱水印算法

摘要

在一些应用场合，图像容易遭到篡改，从而难以辨别图像的真实内容。因此，有必要通过篡改检测对图像内容进行认证。本发明提出一种基于离散余弦变换的能够实现篡改区域精确定位的图像脆弱水印算法。对原始图像进行分块离散余弦变换，调整图像子块离散余弦变换高频系数的数值大小建立同一子块两个不同离散余弦变换系数之间数值大小的线性关系，通过逆离散余弦变换得到系数调整后的图像。内容认证时，利用离散余弦变换的可逆性，通过判断遭篡改图像每个子块两个相应离散余弦变换系数之间是否存在所设定的数值大小线性关系实现篡改检测。本发明能够精确定位出图像遭篡改的区域。

主权项

一种实现篡改区域精确定位的图像脆弱水印算法，可用于对图像内容进行精确认证，包括以下两个过程：A、嵌入端DCT高频系数调整：调整原始图像每个子块DCT高频系数的数值大小使得同一子块两个不同DCT系数之间数值大小存在线性关系；具体过程为：(1)将大小为M×M的原始图像划分为互不重叠的大小为m×m的子块；(2)每个子块进行DCT；(3)按照如下规则调整DCT高频系数，从而在两个不同DCT系数间建立数值大小的线性关系：依次令D′(k1，l1)＝τ*D(x1，y1)+μD′(k2，l2)＝τ*D(x2，y2)+μD′(kn，ln)＝τ*D(xn，yn)+μ其中，τ为权重系数，μ为增量，n为每个子块被调整的DCT高频系数个数，D(xj，yj)(1≤xj≤m，1≤yj≤m，1≤j≤n)表示每个子块处于(xj，yj)位置的原始DCT系数，D′(kj，lj)(1≤kj≤m，1≤lj≤m，1≤j≤n)表示每个子块处于(kj，lj)位置的被调整后的DCT高频系数；D′(kj，lj)所处的位置要求两两不同，即kp＝kq与lp＝lq(1≤p≤n，1≤q≤n，p≠q)不能同时成立；而且，D′(kp，lp)与D(xq，yq)所处的位置也要求两两不同，即kp＝xq与lp＝yq(1≤p≤n，1≤q≤n)不能同时成立；这样可以在D(xj，yj)与D′(kj，lj)之间建立数值大小的线性关系；每个子块被调整的DCT高频系数个数n可以根据每个子块的特点自适应调整；(4)通过IDCT得到DCT系数调整后的图像；B、检测端篡改检测：利用DCT的可逆性，通过判断遭篡改图像每个子块两个相应DCT系数之间是否存在所设定的数值大小线性关系实现篡改检 测；具体过程为：(1)将大小为M×M的遭篡改图像划分为互不重叠的大小为m×m的子块；(2)每个子块进行DCT；(3)通过判断每个子块两个相应DCT系数之间是否存在所设定的数值大小线性关系来检测是否遭到篡改；D＂(kj，lj)和D＂(xj，yj)代表遭篡改图像每个子块的两个相应DCT系数，如果D＂(k1，l1)＝τ*D＂(x1，y1)+μD＂(k2，l2)＝τ*D＂(x2，y2)+μD＂(kn，ln)＝τ*D＂(xn，yn)+μ都成立，那么认为该子块没有遭到篡改，反之，其中的等式有一个或一个以上不成立，则认为遭到篡改；将检测出的遭篡改子块用全黑标记；检测端τ、μ、n、xj、yj、kj、lj的取值与嵌入端一致。