專利名稱：基于版權(quán)保護(hù)的變換域加密全息水印算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水印技術(shù)，特別涉及一種基于版權(quán)保護(hù)的變換域加密全息水印算法。
背景技術(shù)：
多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了數(shù)字水印技術(shù)的進(jìn)步。數(shù)字水印技術(shù)是數(shù)字版權(quán)保護(hù)的一種有效途徑。多媒體傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以彩色圖像為主體，而已有的大量針對(duì)灰度圖像的成熟水印算法不適合直接對(duì)彩色圖像進(jìn)行應(yīng)用，研究實(shí)用的彩色圖像水印算法具有很重要的實(shí)際意義。水印技術(shù)的研究方向主要集中在變換域中?？臻g域方法主要通過改變?cè)瓐D像中某些像素值來嵌入水印，魯棒性和不可見性差。變換域方法是將圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過某種變換，并通過改變變換系數(shù)來嵌入水印。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)在水印技術(shù)存在的問題，提出了一種基于版權(quán)保護(hù)的變換域加密全息水印算法，結(jié)合DCT和DWT的變換域技術(shù)和加密全息水印技術(shù)，在變換域中嵌入水印， 使能量分布在圖像的所有像素上，保證了水印的不可見性、魯棒性和安全性。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種基于版權(quán)保護(hù)的變換域加密全息水印算法，包括水印嵌入算法和水印提取算法，具體步驟如下
水印嵌入算法
(1)生成兩個(gè)隨機(jī)矩陣P，b，作為光全息系統(tǒng)的雙相位，S卩加密解密系統(tǒng)的雙密鑰；對(duì)已生成的水印圖像進(jìn)行相位值為P的變換；對(duì)變換后的圖像進(jìn)行傅立葉變換，然后進(jìn)行相位值為b的變換，再進(jìn)行傅立葉反變換；雙隨機(jī)相位加密之后生成同軸全息圖像H ；
(2)對(duì)載體彩色圖像進(jìn)行顏色空間轉(zhuǎn)換，從RGB顏色空間轉(zhuǎn)換到與設(shè)備無關(guān)的CIELab 顏色空間；
(3)從CIELab空間中抽取L分量，對(duì)L按照4X4的大小進(jìn)行分塊，然后再對(duì)每一塊進(jìn)行DCT變換，得系數(shù)組成的矩陣，然后抽取每塊系數(shù)矩陣中低頻系數(shù)組成一個(gè)新的矩陣D ；
(4)對(duì)得到的矩陣D進(jìn)行小波分解，取其小波變換的低頻系數(shù)CA，對(duì)全息水印圖像H和低頻系數(shù)CA進(jìn)行疊加求和；
(5)對(duì)嵌入全息水印圖像H的CA分量的小波系數(shù)進(jìn)行逆小波變換得到D分量，對(duì)D分量進(jìn)行逆DCT變換得到L分量，再把顏色空間從CIELab空間轉(zhuǎn)換到RGB空間；(6)得到嵌入后的彩色圖像；
水印提取算法
(a)將嵌入水印后的RGB圖像顏色空間轉(zhuǎn)換為CIELab顏色空間，取其亮度信息L進(jìn)行 4X4大小的分塊后進(jìn)行DCT變換，取每塊系數(shù)矩陣中低頻組成一個(gè)矩陣D ；
(b)對(duì)提取的矩陣D進(jìn)行一級(jí)小波分解，取其低頻小波系數(shù)CA，對(duì)嵌入加密后的CA進(jìn)行傅里葉變換；
(c)然后對(duì)其進(jìn)行相位值為_b的變換，然后進(jìn)行傅里葉反變換；
(d)最后對(duì)其進(jìn)行相位值為-P的變換，得到提取的水印圖像；
(e)對(duì)提取的水印圖像進(jìn)行高斯低通濾波，再對(duì)其進(jìn)行二值化，得到水印圖像。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明基于版權(quán)保護(hù)的變換域加密全息水印算法，結(jié)合 DCT和DWT兩種變換各自的優(yōu)點(diǎn)提出了基于DCT和DWT的彩色圖像數(shù)字水印算法，利用Lab 空間的L分量的變換系數(shù)作為水印嵌入的載體，水印具有很好的不可見性；水印圖像經(jīng)過雙隨機(jī)相位加密，使該水印具有較高的安全性；提取水印圖像不需要原始圖像的參與，該水印屬于盲檢測(cè)水印。


圖1為本發(fā)明基于版權(quán)保護(hù)的變換域加密全息水印算法中水印嵌入算法流程圖； 圖2為本發(fā)明基于版權(quán)保護(hù)的變換域加密全息水印算法中水印提取算法流程圖。
具體實(shí)施例方式為了保證水印信息的安全性，基于版權(quán)保護(hù)的變換域加密全息水印算法首先將水印信息進(jìn)行雙隨機(jī)相位調(diào)制并生成水印全息圖；其次將載體圖像在Lab空間內(nèi)的L分量進(jìn)行4X4分塊，對(duì)每一分塊進(jìn)行DCT變換，抽取每個(gè)矩陣的中低頻系數(shù)，組成一個(gè)新的矩陣， 并對(duì)之進(jìn)行小波分解，將水印全息圖嵌入到它的中低頻小波系數(shù)上，得到嵌入后的彩色圖像，將步驟方向操作可將水印圖像再次提取。如圖1所示水印嵌入算法流程圖，(1)生成兩個(gè)隨機(jī)矩陣p，b，作為光全息系統(tǒng)的雙相位，即加密解密系統(tǒng)的雙密鑰；對(duì)已生成的水印圖像(64X64)進(jìn)行相位值為ρ的變換； 對(duì)變換后的圖像進(jìn)行傅立葉變換，然后進(jìn)行相位值為b的變換，再進(jìn)行傅立葉反變換；雙隨機(jī)相位加密之后生成同軸全息圖像H; (2)對(duì)載體彩色圖像(512X51》進(jìn)行顏色空間轉(zhuǎn)換， 從RGB三基色顏色空間轉(zhuǎn)換到與設(shè)備無關(guān)的CIELab顏色空間；(3)從CIELab空間中抽取L 分量，對(duì)L按照4X4的大小進(jìn)行分塊，然后再對(duì)每一塊進(jìn)行DCT變換，得系數(shù)組成的矩陣， 然后抽取每塊系數(shù)矩陣中低頻系數(shù)組成一個(gè)新的矩陣D(U8X 128) ； (4)對(duì)得到的矩陣D進(jìn)行小波分解，取其小波變換的低頻系數(shù)CA(64X64)，對(duì)全息水印圖像H和低頻系數(shù)CA進(jìn)行疊加求和；(5)對(duì)嵌入全息水印圖像H的CA分量的小波系數(shù)進(jìn)行逆小波變換得到D分量， 對(duì)D分量進(jìn)行逆DCT變換得到L分量，再把顏色空間從CIELab空間轉(zhuǎn)換到RGB空間；(6) 得到嵌入后的彩色圖像。CIELAB色彩空間是國(guó)際照明協(xié)會(huì)根據(jù)人眼視覺的特性，把光線波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為亮度和色相的一套描述色彩數(shù)據(jù)，其中L描述色彩的亮度，A描述色彩的范圍從綠色到紅色，B描述色彩的范圍從藍(lán)色到黃色。如圖2所示水印提取算法流程圖，(a)將嵌入水印后的RGB圖像顏色空間轉(zhuǎn)換為 CIELab顏色空間，取其亮度信息L進(jìn)行4X4大小的分塊后進(jìn)行DCT變換，取每塊系數(shù)矩陣中低頻組成一個(gè)矩陣D ； (b)對(duì)提取的矩陣D進(jìn)行一級(jí)小波分解，取其低頻小波系數(shù)(CA)， 對(duì)嵌入加密后的CA進(jìn)行傅里葉變換；(c)然后對(duì)其進(jìn)行相位值為_b的變換，然后進(jìn)行傅里葉反變換；(d)最后對(duì)其進(jìn)行相位值為-ρ的變換，得到提取的水印圖像；(e)對(duì)提取的水印圖像進(jìn)行高斯低通濾波，再對(duì)其進(jìn)行二值化，得到水印圖像。
權(quán)利要求
1. 一種基于版權(quán)保護(hù)的變換域加密全息水印算法，其特征在于，包括水印嵌入算法和水印提取算法，具體步驟如下水印嵌入算法(1)生成兩個(gè)隨機(jī)矩陣P，b，作為光全息系統(tǒng)的雙相位，S卩加密解密系統(tǒng)的雙密鑰；對(duì)已生成的水印圖像進(jìn)行相位值為P的變換；對(duì)變換后的圖像進(jìn)行傅立葉變換，然后進(jìn)行相位值為b的變換，再進(jìn)行傅立葉反變換；雙隨機(jī)相位加密之后生成同軸全息圖像H ；(2)對(duì)載體彩色圖像進(jìn)行顏色空間轉(zhuǎn)換，從RGB顏色空間轉(zhuǎn)換到與設(shè)備無關(guān)的CIELab 顏色空間；(3)從CIELab空間中抽取L分量，對(duì)L按照4X4的大小進(jìn)行分塊，然后再對(duì)每一塊進(jìn)行DCT變換，得系數(shù)組成的矩陣，然后抽取每塊系數(shù)矩陣中低頻系數(shù)組成一個(gè)新的矩陣D ；(4)對(duì)得到的矩陣D進(jìn)行小波分解，取其小波變換的低頻系數(shù)CA，對(duì)全息水印圖像H和低頻系數(shù)CA進(jìn)行疊加求和；(5)對(duì)嵌入全息水印圖像H的CA分量的小波系數(shù)進(jìn)行逆小波變換得到D分量，對(duì)D分量進(jìn)行逆DCT變換得到L分量，再把顏色空間從CIELab空間轉(zhuǎn)換到RGB空間；(6)得到嵌入后的彩色圖像；水印提取算法(a)將嵌入水印后的RGB圖像顏色空間轉(zhuǎn)換為CIELab顏色空間，取其亮度信息L進(jìn)行 4X4大小的分塊后進(jìn)行DCT變換，取每塊系數(shù)矩陣中低頻組成一個(gè)矩陣D ；(b)對(duì)提取的矩陣D進(jìn)行一級(jí)小波分解，取其低頻小波系數(shù)CA，對(duì)嵌入加密后的CA進(jìn)行傅里葉變換；(c)然后對(duì)其進(jìn)行相位值為_b的變換，然后進(jìn)行傅里葉反變換；(d)最后對(duì)其進(jìn)行相位值為-ρ的變換，得到提取的水印圖像；(e)對(duì)提取的水印圖像進(jìn)行高斯低通濾波，再對(duì)其進(jìn)行二值化，得到水印圖像。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于版權(quán)保護(hù)的變換域加密全息水印算法，將水印信息進(jìn)行雙隨機(jī)相位調(diào)制并生成水印全息圖；其次將載體圖像在Lab空間內(nèi)的L分量進(jìn)行4×4分塊，對(duì)每一分塊進(jìn)行DCT變換，抽取每個(gè)矩陣的中低頻系數(shù)，組成一個(gè)新的矩陣，并對(duì)之進(jìn)行小波分解，將水印全息圖嵌入到它的中低頻小波系數(shù)上，得到嵌入后的彩色圖像，將步驟方向操作可將水印圖像再次提取。水印具有很好的不可見性；水印圖像經(jīng)過雙隨機(jī)相位加密，使該水印具有較高的安全性；提取水印圖像不需要原始圖像的參與，該水印屬于盲檢測(cè)水印。
文檔編號(hào)G06T1/00GK102236882SQ20111020461
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者孫劉杰, 張雷洪, 李孟濤, 王洪來 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)