[发明专利]基于多通道变换域特征的零水印算法

说明书

本发明涉及一种基于多通道变换域特征的零水印算法，属于信息隐藏技术领域。本发明使用DWT、DCT、SVD变换的能量聚集作用，通过频率域特征图像，基于多次变换后的系数构造特征水印，以提高算法的鲁棒性。本发明利用彩色图像三个通道的变换域系数作为图像的特征构造水印；对包含版权信息的水印进行混沌加密，并保存水印加密过程中涉及的密钥；当图像发生争议时，提取争议图像的特征水印与第三方认证机构中的零水印进行异或操作，使用投票决策确定水印位，再利用密钥对加密水印进行解密提取版权信息。本发明使用更加稳定的变换域系数，从三个通道分别构造特征水印，在检测时对三个通道提取的水印使用投票策略逐位确定加密水印，提高了算法的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及一种基于多通道变换域特征的零水印算法，属于信息隐藏技术领域。

背景技术

随着信息技术的快速发展，各种网络多媒体信息服务得到了很大发展，这些信息服务在给人们带来便利的同时，也对信息所有者的合法权益构成的威胁。因此，人们采用数字水印技术保护多媒体信息的版权，数字水印是指在数字作品中嵌入随机序列、所有权标志和用户身份信息等版权信息，实现对数字作品版权的有效保护。然而，这种传统的数字水印有一个很大的缺陷就是不可见性和鲁棒性不可兼得。

零水印通过从原始图像中提取特征构造水印实现版权保护，解决了水印的不可见性，因为零水印不需要将任何信息嵌入到原始图像中，只需提高水印的鲁棒性便可解决传统数字水印不可见性和鲁棒性不可兼得矛盾。零水印将图像版权所有者提供的含有版权信息或用户身份作为原始水印，利用原始图像的特征构造特征水印，将特征水印和包含版权信息的原始水印生成零水印，并将零水印注册到第三方权威机构的知识产权数据库中。当发生版权纠纷时，从第三方认证机构中取出零水印，并从争议图像中提取特征水印，进而提取出包含版权信息的水印，以此判定数字作品的所有权。

为了提高零水印算法的鲁棒性，Ta Minh Thanh提出了两种基于视觉映射的零水印方案，结合QR分解和DCT变换生成特征水印，对常见的攻击具有较高的鲁棒性，但是将图像转换到YUV空间只采用亮度分量，没有充分利用图像的特征；Xiong Xiangguang提出了空域彩色图像鲁棒零水印算法，由于空域系数易受到干扰，算法对于旋转攻击鲁棒性差。上述算法虽然能在一定程度上抵抗常见的攻击，但也都有一定的局限性。

发明内容

本发明在综合各类零水印算法的基础上，为了克服现有算法的不足，建立了一种基于多通道变换域特征的零水印算法。本发明使用DWT、DCT、SVD变换的能量聚集作用，通过频率域特征表征图像，基于多次变换后的系数构造特征水印，以提高算法的鲁棒性。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于多通道变换域特征的零水印算法，包括如下步骤：

第一步：利用图像特征构造特征水印，构造时利用彩色图像三个通道的变换域系数。将原始图像的低频近似子图在RGB颜色空间分成R、G、B三个通道，对每个通道的图像数据进行不重叠分块，对每一子块一级DWT变换，得到的低频块进行DCT变换和SVD分解。将每一子块的最大奇异值构成奇异值稀系数矩阵，通过比较每块最大奇异值与奇异值系数矩阵均值的大小关系来生成特征水印。

第二步：对包含版权信息的原始水印进行混沌加密，并保存加密水印涉及的相关密钥。将第一步生成的特征水印进行三个通道分离，再分别于加密的水印进行异或操作得到注册的零水印，将零水印注册到第三方权威机构的知识产权数据库中。

第三步：当图像发生版权纠纷时进行零水印的检测，提取争议图像的特征水印，将提取的特征水印与在第三方认证机构中注册的零水印对应的三个通道进行异或操作，理论上得到3个加密水印。为提高算法的鲁棒性，对得到的3个加密水印使用投票决策逐位确定水印位，通过密钥对加密水印进行解密以提取出水印中包含的版权信息。

有益效果：