[发明专利]基于超像素的四元数小波域图像水印检测方法

说明书

本发明公开一种基于超像素的四元数小波域图像水印检测方法，对宿主图像进行熵率超像素分割，通过平均熵值划分平滑超像素和非平滑超像素，结合超像素的平均熵值自适应确定SIFER算子的噪声点抑制阈值，利用SIFER算子分别在“纹理超像素”和“平滑超像素”内提取图像特征点；通过自相关矩阵R构建椭圆形特征区域，结合攻击结果筛选最终稳定的椭圆形区域；然后将构造出的椭圆形特征区域映射为圆形特征区域，对圆形特征区域周围“补0”以获得外接正方形子图像，对正方形区域进行一级四元数小波变换，推算出幅值矩阵与相位矩阵；最后，选取幅值作为载体，利用量化方法对水印进行嵌入。

技术领域

本发明属于数字图像的版权保护技术领域，涉及基于变换域的图像水印检测方法，主要涉及一种基于超像素的四元数小波域图像水印检测方法。

背景技术

近年来，随着电子与网络信息的快速发展，人们生活在高科技时代，数字多媒体产品（如图像、音频、视频等）的使用随处可见，人们可以通过各种方便的渠道来获取多媒体资源。但多媒体信息所产生的安全隐患逐渐成为人们所关注的焦点，一些多媒体产品在未得到合法授权的情况下被随意传播与下载，通过非法途径来谋取利益，不但严重侵害了版权所有者的利益，还造成了社会对多媒体信息安全的不信任。为了保证安全的信息共享与传输，数字图像水印技术在多媒体安全方面得到了成功的应用，在数字图像的内容认证和版权保护领域具有非常大的研究和应用价值。

水印技术是隐藏在图像中的一种信息功能，其基础原则是把信息隐秘的嵌入到图像等多媒体产品中，从而加强数字信息产品所有者版权的保护。数字水印技术应当包含如下几种基本特性：鲁棒性、不可感知性、水印容量和安全性。鲁棒性代表一个水印信息在各种攻击下最大限度的承受能力，例如几何失真、有意的（破坏性攻击）、无意的（如压缩、扫描、噪声污染等等），经过上述攻击，拥有鲁棒性的数字水印技术仍然可以在含有水印的图像里提取水印信息。不可感知性是指原始图像的质量不会因为水印嵌入大幅度降低的能力。水印容量是指嵌入在原始图像中最大限度的水印信息量。安全性是指水印信息能够秘密的、不受外界攻击而安全的嵌入到图像中。除此之外，水印检测的可靠性、有效性以及水印的盲检测等也是水印技术应当具备的重要性能，这些性能大部分受水印信息发挥的功能及技术实施需求的影响。这里，鲁棒性和不可感知性是衡量水印算法最重要的两个性能评价指标，二者即互为矛盾又彼此制约。因此，如何使二者之间达到最佳的平衡状态是目前数字图像水印技术所面对的严峻挑战。

小波变换能够很好的平衡鲁棒性和不可感知性二者之间的矛盾，小波变换的优点有很多，它可以满足方程的能量守恒，可以把信息转化成空间域与频率域，二者之间相互独立但原信号中所含的信息又不丢失，可以根据分布不均的分辨率，处理空间分辨率与频率分辨率二者之间的冲突，小波介于空间域与频率域之间，同步提供空间与频率信息，通过选取合适的滤波器，能够很大程度上将提取的不同特性的关联性减小或除去。因此，小波域变换方法受到了很多研究者的普遍关注，但小波变换也存在着不足之处，第一，不能很好地捕获二维图像的重要信息和特征；第二，小波变换的冗余度很大；第三，抵抗几何攻击较弱。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种能同时改善鲁棒性和不可见性的基于超像素的四元数小波域图像水印检测方法。

本发明的技术解决方案是：一种基于超像素的四元数小波域图像水印嵌入方法，包括水印嵌入及水印提取，其特征在于：

约定：I指宿主图像；H表示超像素块的熵值；表示待修改非下采样shearlet变换系数；表示量化步长的固定值；表示二值水印图像；round为四舍五入函数；

所述水印嵌入按照如下步骤进行：

a. 初始设置

获取宿主图像并初始化变量；

b. 宿主图像熵率超像素方法分割

b.1 计算超像素块的信息熵：

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