[发明专利]用于彩色图像篡改定位与恢复的半脆弱数字水印方法

权利要求书

1.一种用于彩色图像篡改定位与恢复的半脆弱数字水印方法，其特征在于， 包括以下步骤：

将原始图像的灰度版本进行32×32的分块处理和小波分解，通过SPIHT 有损压缩和编码，从每个图像块生成包含认证水印和恢复水印的二进制水 印，通过自同构映射将该二进制水印嵌入到其它的图像块中，将原始图像 转换为YCbCr色彩空间，并做8×8的DCT变换，恢复水印是由标志位、SPIHT 编码和比特平面数组成的定长二进制码流，恢复水印被分为各20比特的16 部分，对应于将被嵌入的16个8×8图像块，将每部分再分为两个10比特 组，分别嵌入一个8×8图像块的Cb和Cr分量的高频DCT系数中，一个8 ×8图像块的认证水印由3个比特组成，分别是Cb中恢复水印的奇校验、 Cr中恢复水印的偶校验、前两个认证比特的异或，将认证水印嵌入Y分量 的高频DCT系数中，与恢复水印嵌入的DCT系数不重叠，水印嵌入后，使 用仿射变换将水印嵌入后图像的像素值映射到原始图像的像素值范围之内 或利用多重嵌入反复在DCT域中嵌入相同的水印直到所有的比特都得以正 确提取；

利用每一图像块中提取的水印对被篡改的图像块进行定位；对于被篡 改部分，在相对应的其它块中提取出恢复水印，通过解压缩恢复原始图像。

2.根据权利要求1所述的半脆弱数字水印方法，其特征在于，所述对图像的 小波分解包括：

将原始图像的灰度版本做32×32的分块处理后，使用双正交紧支小波 基对每一图像块做最大层数的小波分解，边界拓展方式为平滑拓展。

3.根据权利要求1所述的半脆弱数字水印方法，其特征在于，所述自同构映 射包括：

首先将图像分为左上、左下、右上、右下4部分，对角交换之后，对 每个部分中的图像块进行伪随机排序；

排序方法为：取x₁为密钥，设定图像块总数为L，迭代x_n+1＝4x_n(1-x_n)， 得到长度为L的Logistic混沌序列M，将M做降序排列，得到排序置换向 量S，利用向量S重排各图像块的水印。

4.根据权利要求1所述的半脆弱数字水印方法，其特征在于，所述嵌入具体 为：通过步长Q的预量化处理，将选定的DCT系数x能量削减为x′，使x′向 零靠拢，并且使得Integer Round(x′/Q)mod 2等于待嵌入的比特。

5.根据权利要求1所述的半脆弱数字水印方法，其特征在于，所述对被篡改 的图像块进行定位包括：

在与嵌入过程中位置相同的DCT系数中提取1比特水印 Integer Round(x/Q)mod 2，其中x为DCT系数，Q为步长，将提取出的全部比 特组合成恢复水印和认证水印；

通过校验每一图像块中的恢复水印和认证水印获得图像的认证矩阵；

使用半径为9的八边形结构元素对认证矩阵做数学形态学闭运算，得 到的结果为篡改定位的结果。