[发明专利]一种针对彩色图像的快速鲁棒水印方法、系统及应用

说明书

本发明属于通信方面的信息隐藏技术领域，公开了一种针对彩色图像的快速鲁棒水印方法、系统及应用，所述针对彩色图像的快速鲁棒水印方法包括：利用QR编码和置乱加密算法对初始信息进行加密；对输入图像进行预处理，得到Y通道矩阵；对Y通道矩阵进行小波分解，分块和DCT变换处理；基于系数a在中频带中嵌入水印信息；对B通道矩阵进行小波分解和分块处理；利用掩膜矩阵和系数b嵌入定位水印信息。本发明通过定位水印信息辅助水印信息嵌入位置的确认，增强了水印方法对于旋转和裁剪攻击的鲁棒性；利用掩膜和统计的思想嵌入定位水印信息，优化了水印提取过程中提取水印位置的时间，从而提高了水印提取的时间效率，可以更好地适应工程的需要。

技术领域

本发明属于通信方面的信息隐藏技术领域，尤其涉及一种针对彩色图像的快速鲁棒水印方法、系统及应用。

背景技术

目前，数字水印技术即是指将标识信息直接嵌入数字载体当中或是间接表示，并且不影响原载体的使用价值，也不容易被探知和再次修改，可以被生产方识别和辨认，通过隐藏在载体中的信息，可以达到确认内容创建者、购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改等目的。数字水印是保护信息安全、实现防伪溯源、版权保护的有效办法，是信息隐藏技术研究领域的重要分支和研究方向。

近年来，随着通信技术的迅速发展和计算机网络的普遍运用，使得人们可以在网络上上传自己创作的数字图像作品，进行学习交流。然而，也正是因为网络的这种便捷性、迅速传播的特点使得数字作品很容易被非法拷贝，导致数字作品版权的完整性和有效性得不到保障，损害了创作者的利益。一些具有特殊意义的数字信息更会遭到恶意的攻击而非法篡改等，但现有的水印算法验证水印性能涉及到的多是小图，在处理大图时存在效率较差的问题，这一系列的问题带来了巨大的挑战。

基于以上类似问题，一种可以在开放网络环境下保护版权，支持溯源，以及保障信息完整的数字水印技术，对于保护原创作者的版权不受侵犯具有重要作用。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的水印算法验证水印性能涉及到的多是小图，在处理大图时时间效率较差。

解决以上问题及缺陷的难度为：在将面向小图的水印算法用于处理大图时，面对的主要问题是：随着图片的增大，需要处理的数据的规模也会几十倍的增长；在有限的计算能力的限制下，运算规模的增长，必然导致运算时间的大幅增长，而这在实际的应用场景中是无法接受的。因此有必要针对大图设计一套水印算法，进行水印操作。

解决以上问题及缺陷的意义为：优化水印算法的时间效率，可以提高用户的用户体验，同时提高水印算法的吞吐率。对于水印算法应用于现实的场景中具有积极的促进作用。同时可以实现在用户本地进行水印操作的设想，避免了在联网过程中被攻击的风险，使得用户信息的安全性得到了保障。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种针对彩色图像的快速鲁棒水印方法、系统及应用。

本发明是这样实现的，一种针对彩色图像的快速鲁棒水印方法，所述针对彩色图像的快速鲁棒水印方法包括以下步骤：

步骤一，利用QR编码和置乱加密算法对初始信息进行加密；对水印信息进行加密，有利于提高信息的安全性。即使攻击者提取出了图像中嵌入的水印也无法获取到实际的信息。

步骤二，对输入图像进行预处理，得到Y通道矩阵；为水印信息嵌入做准备。

步骤三，对Y通道矩阵进行小波分解，分块和DCT变换处理；基于频域的方法嵌入水印信息，可以提高水印信息的不可见性，对攻击的抵抗性更强。

步骤四，基于系数a在中频带中嵌入水印信息；基于取模的方式在中频带中嵌入水印信息；中频带中包含了图像的信息，但又不会过多地影响图像的观赏效果，可以保证在嵌入水印后，在保证鲁棒性的同时，也具有较好的不可见性。

步骤五，对B通道矩阵进行小波分解和分块处理；为定位信息嵌入做准备。