[发明专利]一种基于剪切波捕获方向特征的图像水印方法

说明书

本发明属于数字水印技术领域，公开了一种基于剪切波捕获方向特征的图像水印方法，所述基于剪切波捕获方向特征的图像水印方法包括：水印的嵌入；水印的提取；攻击检测。针对数字水印方向性不强的问题，采用离散小波变换(DWT)、非下采样剪切波变换(NSST)和奇异值分解(SVD)等技术；选择载体图像Y通道低频子带剪切波域方向性最强的子代；水印选用二值图像并采用Arnold变换进行置乱；选择合适的嵌入强度，将水印的奇异值矩阵和最强方向性子带的奇异值矩阵融合。与其他频域水印算法相比，该算法在实现良好的不可见性的同时，可以抵抗旋转、压缩、噪声攻击，具有较高的安全性和鲁棒性。

技术领域

本发明属于数字水印技术领域，特别是涉及一种基于剪切波捕获方向特征的图像水印方法。

背景技术

目前，互联网的发展使得大量的图像在网络中传输，在分享数据的同时，侵权和信息泄露也接踵而至，因此数字水印技术应运而生。数字水印是一种既能保护数据，又能对数字图像进行认证，同时又不影响原始图像视觉效果的技术。一般来说，数字水印整体包括水印生成、嵌入和提取三大部分。水印嵌入主要是变换域技术，这种技术是将图像经过处理变换到其它域，再将水印嵌入到该域中。它可以保证水印的不可见性和鲁棒性。随着图像处理技术的发展，各种技术的不断加持，使得数字水印技术更加成熟和完善。

但是，目前对于大部分数字水印算法，仍是在常规的变换中平衡水印的不可见性和鲁棒性，对水印方向性的研究较少，因此大部分水印算法抵抗常规攻击方面效果好，但不能有效地抵抗几何攻击。

发明内容

针对上述问题，本发明的是一种基于剪切波捕获方向特征的图像水印方法。

本发明是这样实现的，一种基于剪切波捕获方向特征的图像水印方法，所述基于剪切波捕获方向特征的图像水印方法选择彩色图像Y通道进行离散小波变换，再选择低频子带的剪切波域方向性最强的子代，和经过Arnold变换的水印图像(二值图像)进行奇异值分解后，融合到一起，实现良好的不可见性和鲁棒性。

进一步，所述基于剪切波捕获方向特征的图像水印方法包括以下步骤：

步骤一，水印嵌入；

步骤二，水印提取；

步骤三，攻击检测。

进一步，所述步骤一具体包括：

1)将原始图像从RGB空间转换到YCbCr空间，并选取图像Y通道的信息(也就是图像的灰度值)；

2)选取的Y通道图像先经过两次离散小波变换(DWT)。考虑水印的鲁棒性，选择将水印嵌入到抵抗攻击更好的低频子带中。所以经过一次DWT变换，图像分成四个相互不重叠的频率子图，选择低频子带图，再经过一次DWT变换，仍然选择低频子带图；

3)上一步选择的低频子带经过NSST变换后得到与低频子带相同尺寸、不同尺度、不同方向的子带。通过方向性计算，选取方向性最强的子带LL；

4)对上一步选出的方向性最强子带LL进行奇异值分解，并将进行四次Arnold置乱之后的二值水印图像进行奇异值分解得到PCmark，然后嵌入在LL的奇异值矩阵中；

5)将PCmark进行奇异值分解逆变换、NSST逆变换、两次离散小波逆变换得到嵌入水印后的Y通道的图像，然后将三个通道矩阵组合起来，再将图像由YCbCr空间转换到RGB空间；

6)保存嵌入水印的图像。

进一步，所述步骤二具体包括：

1)将嵌入水印后的图像从RGB空间转换到YCbCr空间，并选取图像的Y通道；

2)选取的Y通道图像先经过1次离散小波变换(DWT)，选择低频子带图。再将选择的子带进行第二次DWT变换，仍选择低频子带图；