[发明专利]基于快速四元数广义极复指数变换的彩色图像零水印方法

摘要

本发明属于数字图像版权保护技术领域，尤其涉及一种基于快速四元数广义极复指数变换的彩色图像零水印方法。本发明提供了一种基于快速四元数广义极复指数变换的彩色图像零水印方法，该检测方法首先计算原始载体图像的快速四元数广义极复指数变换FQGPCET，进行矩选取，构造具有良好的鲁棒性和区分性的混合低阶矩特征；其次，利用具有良好安全性的非对称Tent映射，将特征向量加密转换为特征图；然后，利用广义Arnold变换置乱特征图和水印图像，并取二者置乱结果的异或，得到可用于版权认证的零水印图像；最后，为保证版权可公开验证，可信机构将认证零水印、密钥和版权拥有者身份信息并加盖数字时间戳。

主权项

1.一种基于快速四元数极谐变换的多对象篡改检测方法，其特征在于，所述多对象篡改检测方法包括有如下步骤：步骤a：获取宿主图像I并初始化变量M＝4N_I，s∈{2,1,0.5,3}；其中，M表示快速四元数广义极复指数变换FQGPCET上采样参数；N_I指代宿主图像尺寸；s表示广义极复指数变换GPCET基函数参数；步骤b：利用快速四元数广义极复指数变换FQGPCET获取零水印；所述步骤b具体包括有：步骤b.1：获取宿主图像I其红、绿、蓝颜色通道分量f_R[x,y]、f_G[x,y]和f_B[x,y]并分别进行上采样处理，上采样处理过程为：其中，u,v表示上采样后像素的位置坐标；x,y表示像素的位置坐标；步骤b.2：分别计算得到f_R[x,y]、f_G[x,y]和f_B[x,y]的广义极复指数变换GPCET系数H_nms(f_R)、H_nms(f_G)和H_nms(f_B)，计算过程为：其中，H_nms表示广义极复指数变换GPCET系数矩阵；表示二维快速傅里叶变换；步骤b.3：根据广义极复指数变换GPCET系数H_nms(f_R)、H_nms(f_G)和H_nms(f_B)，计算得到四元数广义极复指数变换QGPCET系数矩阵其中，表示四元数广义极复指数变换QGPCET系数矩阵；i、j和k表示四元数虚数单位；Im(·)表示取虚数虚部；Re(·)表示取虚数实部；步骤b.4：生成低阶混合矩特征v：其中，n表示阶数；m表示重复度；N_W指水印图像尺寸；步骤b.5：对v进行量化，得到量化特征bv＝{bv_nms}；其中，median(·)表示取中值；步骤b.6：生成非对称Tent映射混沌序列{x_t}：其中，μ为控制参数；t为迭代次数；步骤b.7：根据计算所得{x_t}和bv，通过左、右和循环位移运算生成特征图B；步骤b.8：通过广义Arnold变换置乱W和B得到WS和BS；其中，W指水印图像；步骤b.9：取WS和BS的异或，得到零水印ZW：ZW＝XOR(WS,BS)；其中，XOR(·)表示异或运算；步骤b.10：将零水印ZW、密钥和版权拥有者身份信息送至可信机构认证并加盖数字时间戳；步骤c：利用快速四元数广义极复指数变换FQGPCET验证零水印；所述步骤c具体包括有：步骤c.1：验证者通过可信机构核验零水印、密钥、版权拥有者身份信息和时间戳是否完整、真实；步骤c.2：对待检测图像I′执行步骤b.1至b.7，得到待检测图像I′所对应的特征图B′；步骤c.3：通过广义Arnold变换置乱B′得到BS′；步骤c.4：取BS′和ZW的异或，得到WS′：WS′＝XOR(BS′,ZW)；其中，ZW表示零水印；步骤c.5：反置乱WS′得到检出水印。