一种基于支持向量机的彩色半色调图像水印算法

摘要

本发明公开了一种彩色图像半色调水印算法。本算法以支持向量机为基础，通过自适应调节误差分散核和阈值，实现在半色调过程中嵌入水印，包括二维水印的选取、加密和降维、数字水印嵌入位置的选取、数字水印的嵌入过程、数字水印的提取过程等步骤；实验表明本算法具有很好的水印不可感知性，并且对于随机涂改、叠加噪声、几何裁剪、低通滤波、JPEG压缩、打印扫描等攻击均具有较好的鲁棒性。

主权项

一种基于支持向量机的彩色半色调图像水印算法，其特征在于，包括以下步骤：1)二维水印的选取、加密和降维：选取数字水印二值图像；对水印图像进行置乱，并记录变换的迭代次数t；将置乱后的二维图像转换为一维水印序列；采用Arnold变换的方法对数字水印二值图像S＝{S(m，n)，1≤m≤P，1≤n≤Q}进行置乱，将置乱后的P×Q维的水印图像从二维图像转换为一维水印序列M＝{M(k)，1≤k≤P×Q}；2)数字水印嵌入位置的选取：在图像的边缘区域嵌入水印，使用Canny边缘检测算子获取半色调图像的近似边缘，对边缘图像进行膨胀以提高水印的容量；计算边缘的噪声可见函数，确定合适的水印嵌入位置；3)数字水印的嵌入过程：采用Floyd‑Steinberg分通道彩色误差分散法对图像的R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)三个通道分别进行半色调处理，水印的嵌入选择在图像的G(绿色)分量上；在水印的嵌入过程中动态更新误差分散核W＝{w0，w1，w2，w3，1}中的参数w0，w1，w2，w3，使得输出值yG(i，j)等于实际输出值m(k)；用线性支持向量机对选取的样本集进行训练，使数字水印的值的实际输出值和理想输出值保持一致；4)数字水印的提取过程：设待检测的彩色半色调图像为Y，那么在数字水印提取过程中，首先根据记录的P×Q个位置信息，直接提取出这些位置的像素值，得到一个1×(P×Q)维的二进制序列，M’＝{M(k)，1≤k≤P×Q}；然后，根据所述的迭代次数t，对所提取出的一维二进制序列进行升维与逆Arnold变换，便可得到二值水印图像S’＝{S(m，n)，1≤m≤P，1≤n≤Q}。