一种图像完整性双重保护的数字盲水印方法

摘要

本发明涉及一种图像完整性双重认证的盲数字水印方法及装置，其方法包括嵌入数字水印、数字水印的提取和目标图像的完整性认证三个部分；嵌入数字水印包括原始图像的预处理及分块奇异值分解、水印图像的预处理及敏感奇异值的嵌入、水印的二维混沌置乱加密及水印的嵌入，最后形成带水印的参与质量认证和完整性证明的图像；图像完整性认证包括水印的提取与解密装置、奇异值提取及恢复装置和篡改检测与定位装置。本发明使用了较小矩阵奇异值对数值敏感的特性并加密，还使用了二维混沌序列加密，解决了现有盲水印方法鲁棒性与脆弱性、对数字图像的损伤与防篡改能力、算法复杂度与安全性之间的矛盾，并具有较好的篡改定位和来源区分能力。

主权项

一种图像完整性双重保护的数字盲水印方法，其特征是，该方法的步骤包括嵌入数字水印、数字水印的提取及目标图像的完整性认证；第一部分为嵌入数字水印：包括原始图像的分块及奇异值分解，将得到的敏感奇异值序列嵌入水印图像，并对水印图像进行二维混沌置乱加密，将加密后的水印嵌入原始图像的相关最低显著位平面；第二部分为数字水印的提取及目标图像的完整性认证：包括提取加密水印，利用密钥对水印进行解密和恢复，分离奇异值，提取的水印与原水印的相似度计算、敏感奇异值的变化分析、被篡改图像像素的检测与定位和篡改的来源分析；其中，第一部分嵌入数字水印步骤如下：Step1：获取需要嵌入水印的原始图像数据I(m，n)，对I(m，n)的每个元素的最低显著位进行清零得到I′(m，n)，其中，m，n分别为图像的行像素数和列像素数；Step2：将I′(m，n)进行分块，得到相应的子矩阵；Step3：对子矩阵分别进行奇异值分解，得到相应的敏感奇异值；Step4：将各子块敏感奇异值组成的序列嵌入原始水印图像W(p，p)最低显著位平面相应的位置，得到嵌入敏感奇异值的水印图像W′(p，p)，其中水印图像的大小为p×p，p是水印图像每行或每列的像素数，同时p满足p≥32并且能被8整除；Step5：对嵌入敏感奇异值的水印图像W′(p，p)进行混沌置乱加密得到W″(p，p)；Step6：将加密后的水印图像W″(p，p)嵌入到I′(m，n)相应的位置得到嵌入加密水印的图像I″(m，n)。