(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011147666.1
(22)申请日 2020.10.23
(71)申请人 临沂大学
地址 276000 山东省临沂市兰山区工业大
道北段西侧临沂大学
(72)发明人 魏秀元 张问银 吴勇 王九如
(74)专利代理机构 淄博市众朗知识产权代理事
务所(特殊普通合伙) 37316
代理人 吕明哲
(51)Int.Cl.
G06T 1/00(2006.01)
(54)发明名称
提取方法
(57)摘要
本发明涉及图像处理和信息安全技术领域，
具体涉及一种基于素数分布原理的图像数字水
印嵌入及提取方法，包括数字水印嵌入流程和数
字水印提取流程；本发明有效地提高了水印图像
的视觉质量，解决了图像完整性认证，图像篡改
检测定位以及信息秘密传输的问题，提高了安全
性。权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 112270637 A 2021.01.26
C N 112270637
A
1.一种基于素数分布原理的图像数字水印嵌入及提取方法，其特征在于，包括数字水印嵌入流程和数字水印提取流程，
所述数字水印嵌入流程包括以下步骤：
步骤一，根据素数的分布规律，产生一个近似像素集PIX； 步骤二，利用Logistic混沌映射产生一个秘密序列；
步骤三，将步骤五产生的秘密序列哈希成密文，并将密文转化为二进制序列，根据“0为偶，1为奇”的原则对应的重新定义0到255的奇偶性；
步骤四，若存在一个近似像素集PIX内所有数的奇偶性相同的情况，则优先将第一个数值替换为与其它数奇偶性不同的数；
步骤五，判断二值水印图像像素值w的奇偶性；
步骤六，判断宿主图像像素值P被重新定义后的奇偶性；
步骤七，判断宿主图像像素值P所包含的素数个数N的奇偶性；
步骤八，若二值水印图像像素值w为奇，且宿主图像像素值P被重新定义后的奇偶性和宿主图像像素值P所包含的素数个数N的奇偶性相同，则在与P相同的PIX近似像素集中到一个值替换P，使之奇偶性不同，否则，不对像素P执行任何操作；
步骤九，若二值水印图像像素值w为偶，且宿主图像像素值P被重新定义后的奇偶性和宿主图像像素值P所包含的素数个数N的奇偶性不同，则在与P相同的PIX近似像素集中到一个值替换P，否则，使之奇偶性相同，不对像素P执行任何操作；
所述数字水印提取流程包括以下步骤：
步骤一，判断含水印图像像素值P ’的奇偶性；
步骤二，判断宿主图像像素值P ’被重新定义后的奇偶性所包含的素数个数N ’的奇偶性；
步骤三，若含水印图像像素值P ’被重新定义后的奇偶性和宿主图像像素值P ’所包含的素数个数N ’的奇偶性相同，则提出水印的像素w ’为0；
步骤四，若含水印图像像素值P ’和宿主图像像素值P ’所包含的素数个数N ’的奇偶性不同，则提出水印的像素w ’为1。
2.根据权利要求1所述的基于素数分布原理的图像数字水印嵌入及提取方法，其特征在于，所述数字水印嵌入流程的步骤一的近似像素集PIX中每一组都至少含有两个数以供替换。
3.根据权利要求1所述的基于素数分布原理的图像数字水印嵌入及提取方法，其特征在于，把0和1也认为是素数，和2归为同一近似像素集。
4.根据权利要求1所述的基于素数分布原理的图像数字水印嵌入及提取方法，其特征在于，数字水印嵌入流程的步骤八和步骤九对替换P的像素值是随机选择的。
权 利 要 求 书1/1页CN 112270637 A
基于素数分布原理的图像数字水印嵌入及提取方法
技术领域
[0001]本发明涉及图像处理和信息安全技术领域，具体涉及一种基于素数分布原理的图像数字水印嵌入及提取方法。
背景技术
[0002]随着互联网和数字技术的广泛应用，图像共享变得极为容易和迅速。数字化产品本身的可复制性和基于网络的广泛传播性，相应也带来了许多安全隐患问题。如何保证图像信息的完整性和机密性变得至关重要。加密只能解决数字信息内容的保密，无法解决多媒体信息的版权保护和内容认证等问题。数字水印技术是将秘密信息嵌入到宿主图像中的技术，可以提取出来以证明合法用户的真实性和所有权。图像数字水印要解决的就是数字版权问题。现有的技术绝大多数是基于离散余弦变换或小波变换，但这些变换往往本身都不够完善，存在应用计算成本高，普适性低，嵌入容量小，安全性较差且篡改检测效率低、定位不精确等普遍问题，亟待解决。
发明内容
[0003]为了解决上述技术问题中的不足，本发明的目的在于：提供基于素数分布原理的图像数字水印嵌入及提取方法，具有较低的计算成本，具有良好的篡改检测定位能力，能够嵌入更多的信息，安全性极高，为图像数字认定和保护提供强大的技术保护支撑。[0004]本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：
[0005]所述基于素数分布原理的图像数字水印嵌入及提取方法，包括数字水印嵌入流程和数字水印提取流程，
[0006]所述数字水印嵌入流程包括以下步骤：
[0007]步骤一，根据素数的分布规律，产生一个近似像素集PIX；
[0008]步骤二，利用Logistic混沌映射产生一个秘密序列；
[0009]步骤三，将步骤五产生的秘密序列哈希成密文，并将密文转化为二进制序列，根据“0为偶，1为奇”的原则对应的重新定义0到255的奇偶性；
[0010]步骤四，若存在一个近似像素集PIX内所有数的奇偶性相同的情况，则优先将第一个数值替换为与其它数奇偶性不同的数；
[0011]步骤五，判断二值水印图像像素值w的奇偶性；
[0012]步骤六，判断宿主图像像素值P被重新定义后的奇偶性；
[0013]步骤七，判断宿主图像像素值P所包含的素数个数N的奇偶性；
[0014]步骤八，若二值水印图像像素值w为奇，且宿主图像像素值P被重新定义后的奇偶性和宿主图像像素值P所包含的素数个数N的奇偶性相同，则在与P相同的PIX近似像素集中到一个值替换P，使之奇偶性不同，否则，不对像素P执行任何操作；
[0015]步骤九，若二值水印图像像素值w为偶，且宿主图像像素值P被重新定义后的奇偶性和宿主图像像素值P所包含的素数个数N的奇偶性不同，则在与P相同的PIX近似像素集中
到一个值替换P，否则，使之奇偶性相同，不对像素P执行任何操作；
[0016]所述数字水印提取流程包括以下步骤：
[0017]步骤一，判断含水印图像像素值P’被重新定义后的奇偶性的奇偶性；
[0018]步骤二，判断宿主图像像素值P’所包含的素数个数N’的奇偶性；
[0019]步骤三，若含水印图像像素值P’被重新定义后的奇偶性和宿主图像像素值P’所包含的素数个数N’的奇偶性相同，则提出水印的像素w’为0；
[0020]步骤四，若含水印图像像素值P’被重新定义后的奇偶性和宿主图像像素值P’所包含的素数个数N’的奇偶性不同，则提出水印的像素w’为1。
[0021]优选地，所述数字水印嵌入流程的步骤一的近似像素集PIX中每一组都至少含有两个数以供替换。
[0022]优选地，把0和1也认为是素数，和2归为同一近似像素集。
[0023]优选地，数字水印嵌入流程的步骤五和步骤六对替换P的像素值是随机选择的。[0024]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0025]本发明有效地提高了水印图像的视觉质量，解决了图像完整性认证和信息秘密传输的问题，提高了安全性，所提出的方法具有很多优点，包括在应对一些常规图像操作具有良好的鲁棒性，具有良好的检测和定位能力。与现有方法相比，该方法在医学图像内容认证和篡改检测等方面具有良好的应用前景。解决以往数字水印计算量复杂，嵌入容量小的问题，极大增强数字水印的不可感知性，生成的数字水印难以被发现，具有较低的计算成本，具有良好的篡改检测定位能力，能够嵌入更多的信息，安全性极高，为图像数字认定和保护提供强大的技术保护支撑。
附图说明
[0026]图1为数字水印嵌入流程；
[0027]图2为数字水印提取流程。
具体实施方式
[0028]下面对本发明实施例做进一步描述：
[0029]实施例1
[0030]如图1-2所示，本发明所述基于素数分布原理的图像数字水印嵌入及提取方法，包括数字水印嵌入流程和数字水印提取流程，
[0031]所述数字水印嵌入流程包括以下步骤：
[0032]步骤一，根据素数的分布规律，产生一个近似像素集PIX；
[0033]步骤二，利用Logistic混沌映射产生一个秘密序列；
[0034]步骤三，将步骤五产生的秘密序列哈希成密文，并将密文转化为二进制序列，根据“0为偶，1为奇”的原则对应的重新定义0到255的奇偶性；
[0035]步骤四，若存在一个近似像素集PIX内所有数的奇偶性相同的情况，则优先将第一个数值替换为与其它数奇偶性不同的数；
[0036]步骤五，判断二值水印图像像素值w的奇偶性；
[0037]步骤六，判断宿主图像像素值P被重新定义后的奇偶性；
[0038]步骤七，判断宿主图像像素值P所包含的素数个数N的奇偶性；
[0039]步骤八，若二值水印图像像素值w为奇，且宿主图像像素值P被重新定义后的奇偶性和宿主图像像素值P所包含的素数个数N的奇偶性相同，则在与P相同的PIX近似像素集中到一个值替换P，使之奇偶性不同，否则，不对像素P执行任何操作；
[0040]步骤九，若二值水印图像像素值w为偶，且宿主图像像素值P被重新定义后的奇偶性和宿主图像像素值P所包含的素数个数N的奇偶性不同，则在与P相同的PIX近似像素集中到一个值替换P，否则，使之奇偶性相同，不对像素P执行任何操作。
[0041]所述数字水印提取流程包括以下步骤：
[0042]步骤一，判断含水印图像像素值P’被重新定义后的奇偶性的奇偶性；
[0043]步骤二，判断宿主图像像素值P’所包含的素数个数N’的奇偶性；
[0044]步骤三，若含水印图像像素值P’被重新定义后的奇偶性和宿主图像像素值P’所包含的素数个数N’的奇偶性相同，则提出水印的像素w’为0；
[0045]步骤四，若含水印图像像素值P’被重新定义后的奇偶性和宿主图像像素值P’所包含的素数个数N’的奇偶性不同，则提出水印的像素w’为1。
[0046]其中，所述数字水印嵌入流程的步骤一的近似像素集PIX中每一组都至少含有两个数以供替换。把0和1也认为是素数，和2归为同一近似像素集。数字水印嵌入流程的步骤八和步骤九对替换P的像素值是随机选择的。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议