[发明专利]基于LWT算法和AES加密算法的水印嵌入和提取方法

权利要求书

1.基于LWT算法和AES加密算法的水印嵌入和提取方法，其特征在于，包括：水印嵌入方法和水印提取方法；

所述水印嵌入方法包括：

利用提升小波变换LWT将原始图像分解为LL子带、LH子带、HL子带和HH子带；

将LL子带划分成多个l×l大小的模块K，并对每一个模块K进行奇异值分解，获得模块K的奇异值λ_i；

将水印图像进行AES加密，并将加密后的图像D进行奇异值分解，获得加密后的图像D的奇异值λ_wi；

根据如下公式修正模块K的奇异值；

其中，α为修正因子，为模块K修正后的奇异值；

基于所述模块K修正后的奇异值构成的奇异值矩阵对模块K进行重构，得到嵌入水印的模块，所有嵌入水印的模块构成嵌入水印的LL子带；

将嵌入水印的LL子带、LH子带、HL子带和HH子带做LWT逆变换，获得嵌入水印图像；

所述水印提取方法包括：

利用提升小波变换LWT将嵌入水印图像进行分解，获得提升小波变换的LL'子带；

将LL'子带划分成多个l×l大小的模块K^d，并对每一个模块K^d进行奇异值分解，获得模块K^d的奇异值；

按照如下公式，确定AES加密水印图像的奇异值；

其中，α为修正因子，为AES加密水印图像的奇异值，为模块K^d的奇异值，λ_i为模块K的奇异值；

基于AES加密水印图像的奇异值构成的奇异值矩阵，对AES加密水印图像进行重构，得到重构的AES加密水印图像；

将重构的AES加密水印图像进行AES解密，获得原始水印图像。

2.如权利要求1所述的基于LWT算法和AES加密算法的水印嵌入和提取方法，其特征在于，将水印图像分解成8×8个子块，对每一个子块采用AES加密算法进行加密时，采用128bit的密钥，并且对每一个子块均进行10轮的数据加密。

3.如权利要求2所述的基于LWT算法和AES加密算法的水印嵌入和提取方法，其特征在于，每一轮的数据加密具体包括：字节代换、行位移、列混合和轮密钥加。

4.如权利要求1所述的基于LWT算法和AES加密算法的水印嵌入和提取方法，其特征在于，所述提升小波变换，具体包括：

分裂步骤：将输入信号x(n)分解为偶点和奇点样值序列x_e(n)和x_o(n)；

预测步骤：利用偶点序列x_e(n)的预测值P[x_e(n)]来预测奇点序列x_o(n)，将差值d(n)＝x_o(n)-P[x_e(n)]定义为信号x(n)的高频分量，其中，P[·]为预测算子；

更新步骤：利用高频分量d(n)来更新偶点序列x_e(n)，近似低频分量c(n)＝x_e(n)+U[d(n)]，其中U[·]为更新算子。

5.如权利要求1所述的基于LWT算法和AES加密算法的水印嵌入和提取方法，其特征在于，所述奇异值分解变换，具体包括：

尺寸大小为m×n像素的图像的奇异值分解表达式可以展成：C＝USV′，其中，U是一个正交矩阵U′U＝I，S＝diag(λ_i)为奇异值λ_i,i＝1,2...,r的对角矩阵，并且奇异值以降序排列，V也为正交矩阵V′V＝I；U矩阵的列向量u为左边奇异值向量，V矩阵的列向量v为右边奇异值向量，则图像的奇异值分解表达式也可以通过下式表示：