強魯棒性qr碼水印算法的製作方法

2023-05-18 02:19:06

專利名稱：強魯棒性qr碼水印算法的製作方法
技術領域：
本發明屬於防偽技術、信息安全領域，特別涉及一種強魯棒性QR碼數字水印算法。
背景技術：
數字水印技術是利用人類感覺器官的不明感特性以及數位訊號本身存在的數據冗餘，通過一定的算法將標識信息隱藏在數字圖像、視頻、音頻等數字產品中，該技術能實現數字產品的產權保護和篡改鑑定。二維條碼技術是在計算機圖像處理技術、組合編碼原理等基礎上發展起來的一種標準化信息存儲和自動識別技術，以其信息容量大、編碼範圍廣、糾錯能力強、具有一定防偽能力等性能，得到了廣泛的應用。本發明在這此基礎上，提出了將快速響應矩陣碼(QR碼)作為數字水印以增強水印魯棒性的算法。該算法是利用離散小波變換的方法將QR碼水印嵌入到載體圖像二級小波分解的中頻係數中，利用人眼視覺系統的特性，使QR碼水印具有很好的不可見性，又利用QR碼較強的糾錯能力提高了水印的魯棒性。

發明內容
本發明是針對現有水印系統不可見性、魯棒性相互矛盾的問題，提出了一種強魯棒性QR碼水印算法，該算法是利用離散小波變換技術保證水印系統不可見性，利用QR碼的糾錯能力提高了水印系統的魯棒性。本發明為了實現上述目的，可以使用以下方案:本發明所涉及的一種強魯棒性QR碼水印算法，其特徵在於，由以下具體步驟實現:其中，進行水印嵌入算法，將水印信息嵌入到彩色載體圖:(1)將水印信息編碼為QR碼；(2)使用Arnold置亂技術 對QR碼進行加密；(3)對彩色載體圖像的藍色通道圖像進行二級小波分解，得到各級小波分解係數Cl10( i, j)，其中1=1，2，表示小波分解層數，Θ =0，I, 2，3分別表示低頻、水平、垂直和對角線方向的小波係數；(4)然後將二級小波分解後的中頻係數矩陣Cl12Q, j)按水印圖像的大小分割成互不重疊的子塊(!％，_( i, j),其中，m，η是子塊的坐標，i，j是對應子塊內的係數坐標，並選擇係數坐標作為QR碼的嵌入位置，並將其矩陣按水印圖像的大小分割成大小相等且互不重疊的四個子塊；(5)在離散小波變換域的中頻係數矩陣Cl12Q, j)的各個子塊內重複嵌入加密後的QR碼；設定一個閾值T，當嵌入時的水印信息為O時，若mocKdUi，j), T) < 3Τ/4，則d, Ui，jkdU i, j)—mod(Cl12,m，n( i, j), T)+T/4 ;若 mod(Cl12^n( i, j), T) ^ 3T/4,則d」2，m，n( 1- J')i, j)-mod(d、，m，n( i, j), T)+5T/4;當嵌入時的水印信息為 I 時，若mod ((I12nin ( i, j), T) < T/4，則丄 U i, j) =Cl12ninCi, j)-mod ((I12lllj n( i, j), T)-T/4 ；若 mod((I12 ni n( i, j), T)蘭 T/4，則(1, U i, jkdU i, j)-mod((I12jm；n( i, j),T)+3T/4 ； (6)進行二級逆小波變換得到嵌入水印後的藍色通道圖像；(7)合併通道得到嵌入水印後的彩色圖像。
在本發明所涉及的QR碼水印算法，其特徵在於:其中，採用水印提取算法，將水印從彩色載體圖像提取出還具有以下步驟:(8)對嵌入水印的彩色載體圖像的藍色通道圖像進行二級小波分解，然後將第二級的中頻係數矩陣按分割成大小相等的四個子塊；(9)提取水印時，若mod(d,j), T)蘭Τ/2，則水印信息為0，否則為I ; (10)使用Arnold置亂技術解密水印的QR碼圖像；(11)將QR碼解碼，提取原始水印信息。進一步，對標識信息使用了快速響應矩陣碼進行編碼，將其作為數字水印。發明效果本發明所涉及的一種強魯棒性QR水印碼算法，由於使用了 Arnold置亂技術，可以對QR水印進行加密的同時並不會破壞水印的信息。利用離散小波變換的技術，特別是利用二級小波分解後的中頻係數來分割圖像並加以嵌入水印，可以保證水印的不可見性和不易受攻擊性，QR碼糾錯能力能夠加強水印的魯棒性，從而解決了現有水印系統不可見性、魯棒性相互矛盾的問題。


圖1是本發明強魯棒性QR碼水印算法中水印嵌入算法流程圖。圖2為本發明強魯棒性QR碼水印算法中水印提取算法流程圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明所涉及的一種強魯棒性QR碼水印方法的優選實施例做詳細闡述，但本發明不僅限於該實施例。為了使公眾對本發明有徹底的了解，在以下發明的優選實施例中詳細說明了具體細節。實施例1圖1為本發明強魯棒性QR碼水印算法中水印嵌入算法流程圖。如圖1所示，水印嵌入彩色載體圖像的算法流程圖具有如下步驟:步驟S1-101:將水印信息按照GB/T 18284-2000中相關規定進行編碼，生成QR碼水印圖像；步驟S1-102:使用Arnold置亂技術對生成的QR碼進行加密。步驟S1-103:對彩色載體圖像的藍色通道圖像進行二級小波分解，得到各級小波分解係數d/ (i, j)，其中1=1，2，表示小波分解層數；θ=0，1，2，3分別表示低頻、水平、垂直和對角線方向的小波係數。步驟S1-104:將二級小波分解後的中頻係數矩陣Cl12Q, j)按水印圖像的大小分割成互不重疊的子塊i, j)，其中m，η是子塊的坐標，i，j是對應子塊內的係數坐標。選擇其作為QR碼的嵌入位置，並將其矩陣按水印圖像的大小分割成大小相等且互不重疊的四個子塊。步驟S1-105:在離散小波變換(DWT)域的中頻係數矩陣Cl12Q, j)的各個子塊內重複嵌入加
權利要求
1.一種強魯棒性QR碼水印算法，其特徵在於，由以下具體步驟實現: 其中，進行水印嵌入算法，將水印信息嵌入到彩色載體圖: (1)將所述水印信息編碼為QR碼； (2)使用Arnold置亂技術對所述QR碼進行加密； (3)對所述彩色載體圖像的藍色通道圖像進行二級小波分解，得到各級小波分解係數d；( i, j)，其中1=1，2，表示小波分解層數，θ=0，1，2，3分別表示低頻、水平、垂直和對角線方向的小波係數； (4)然後將所述二級小波分解後的中頻係數矩陣Cl12Q,j)按水印圖像的大小分割成互不重疊的子塊(!、_( i，j)，其中，m，η是子塊的坐標，i，j是對應子塊內的係數坐標，並選擇所述係數坐標作為所述QR碼的嵌入位置，並將其矩陣按水印圖像的大小分割成大小相等且互不重疊的四個子塊； (5)在離散小波變換域的所述中頻係數矩陣Cl12Q,j)的各個子塊內重複嵌入加密後的QR碼； 設定一個閾值T，當嵌入時的水印信息為O時，若mocKdUi，j), T) < 3Τ/4,則廠j)=^2^^( i, j)-mod((I12jm；n( i, j), T)+T/4 ；若 mod((I12ni,n( i, j),T)芎 3T/4，則 d,、，_( i, jkdU i, j)-mod(Cl12,m，n( i, j), T)+5T/4 ； 當嵌入時的水印信息為I時，若mocKdU i, j), T) < T/4，則d, U i,j)=d12；m；n(i, j)-mod ((I12mn ( i, j), T)-T/4 ;若 mod ((I12nin ( i, j), T)蘭 T/4，則 d, Ui, iMU i, jO-mocKdU i, j), T)+3T/4 ； (6)進行二級逆小波變換得到嵌入水印後的藍色通道圖像； (7)合併通道得到嵌入水印後的彩色圖像。
2.根據權利要求1所述的QR碼水印算法，其特徵在於: 其中，採用水印提取算法，將所述水印從所述彩色載體圖像提取出還具有以下步驟: (8)對嵌入所述水印的所述彩色載體圖像的所述藍色通道圖像進行二級小波分解，然後將所述二級小波分解後的中頻係數矩陣Cl12Q, j)按分割成大小相等的四個子塊； (9)提取所述水印時，若mod(d,\Π ηα，j), T) = T/2，則所述水印信息為0，否則為I ; (10)使用所述Arnold置亂技術解密所述水印的QR碼圖像； (11)將所述QR碼解碼，提取原 始所述水印信息。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於: 對所述標識信息使用了快速響應矩陣碼進行編碼，將其作為所述數字水印。
全文摘要
本發明提出一種增強數字水印系統魯棒性的數字水印算法。該算法是將特定的標識信息編碼為快速響應矩陣碼(QR碼)，將其作為數字水印，利用離散小波變換將QR碼嵌入到載體圖像二級小波分解後的中頻係數中，從而達到在保證水印不可見性的前提下增強水印的魯棒性。水印攻擊仿真實驗結果表明，將QR碼作為數字水印，能很大程度上增強水印系統的魯棒性，能廣泛應用於版權保護、防偽等領域，具有一定的實用價值。
文檔編號G06T1/00GK103150701SQ20131011393
公開日2013年6月12日 申請日期2013年4月3日 優先權日2013年4月3日
發明者王子煜, 孫劉傑, 王文舉 申請人:上海理工大學