[发明专利]一种鲁棒性的图像双水印方法

权利要求书

1.一种鲁棒性的图像双水印嵌入方法，包括如下过程：

1)利用抗噪型多尺度形态学边缘检测算子提取原始宿主图像I的边缘特征，构造得到零水印，并将其作为第四密钥Key4保存，用于比较原始宿主图像是否受到攻击；

2)对原始宿主图像I进行一维行EMD和列EMD分解，得到细节特征图像块D_total(i，j)，并对该细节特征图像块D_total(i，j)进行阈值处理，得到图像的强纹理区：

2a)对原始宿主图像的每一行进行一维EMD分解，取出每一行的第一个IMF分量所对应的行细节信息，得到最小尺度的行细节特征图像D_r；

2b)对原始宿主图像的每一列进行一维EMD分解，取出每一列的第一个IMF分量所对应的列细节信息，得到最小尺度的列细节特征图像D_c；

2c)将行细节特征图像D_r与列细节特征图像D_c叠加，得到总的细节特征图像D_total，并对该细节特征图像D_total进行8×8分块，得到某一总的细节特征图像块D_total(i，j)；

2d)用D_total(i，j)的数值大小与阈值进行比较，若某一图像块D_total(i，j)大于阈值，则为丰富细节特征图像块，对应的原始宿主图像块I_(i，j)就是强纹理图像块，标记为F(i，j)＝1；否则，就是弱纹理图像块，标记为F(i，j)＝0，并将得到的F(i，j)作为第一密钥Key1保存，得到图像的强纹理区；

3)计算细节特征图像块D_total(i，j)的归一化方差，得到水印嵌入强度的控制因子α，并将该控制因子作为第二密钥Key2保存；

4)对原始宿主图像I进行4层Contourlet分解，得到一个低频逼近子带、3个频段的中频子带和1个最高频子带，取出3个中频子带每一频段中能量最大的方向子带作为二值水印的嵌入子带，并将选择结果作为第三密钥Key3保存；

5)根据原始宿主图像强纹理块位置，提取出相对应的3个中频段能量最大的方向子带中的Contourlet系数，作为二值水印的嵌入位置；

6)将原始的二值水印图像W进行2层Contourlet分解，得到1个低频逼近子带和2个中高频子带，按从低到高的顺序将代表水印图像的Contourlet系数分层嵌入到宿主图像Contourlet分解的3个中频子带系数中； 

7)对嵌入二值水印后的图像进行Contourlet重构，得到合成图像I′，完成二值水印的嵌入。

2.根据权利要求1所述水印嵌入方法，其中步骤1)所述的利用抗噪型多尺度形态学边缘检测算子提取原始宿主图像的边缘特征，构造得到零水印，按如下步骤进行：

(1a)选择半径＝2的圆盘形结构元素b作为最小结构元素；

(1b)对圆盘形结构元素b进行3次膨胀，形成4个尺度的结构元素；

(1c)对原始宿主图像用抗噪型多尺度形态学边缘检测算子进行边缘检测；

(1d)对检测后得到的图像进行阈值化处理，形成边缘图像E，作为零水印。

3.一种对权利要求1鲁棒性的图像双水印嵌入进行提取的方法，包括如下过程：

a)利用与零水印构造中相同的多尺度形态学边缘算子，对合成图像I′进行零水印的检测；

b)对合成图像I′进行4层Contourlet分解，得到一个低频逼近子带、3个频段的中频子带和1个最高频子带；

c)利用密钥Key1和Key3找到3个中频子带中能量最大的方向子带里嵌入了水印信息的Contourlet系数；

d)通过公式W_i，j＝(C′_i，j-C_i，j)/α提取水印信息，其中，W_i，j为提取的水印图像的Contourlet变换系数，C′_i，j为合成图像的Contourlet变换系数，C_i，j为原始宿主图像的Contourlet变换系数，α为嵌入强度控制因子，由第二密钥Key2得到；

e)将提取出的水印信息进行Contourlet重构，得到提取出的水印图像W′。

4.根据权利要求3所述的水印提取方法，其中步骤a)所述的利用与零水印构造中相同的抗噪型多尺度形态学边缘算子，对合成图像进行零水印的检测，是按以下步骤进行的：

a1)选择半径＝2的圆盘形结构元素b作为最小结构元素；

a2)对圆盘形结构元素b进行3次膨胀，形成4个尺度的结构元素；

a3)对合成图像进行抗噪型多尺度形态学边缘检测，得到零水印图像。