本發(fā)明屬于信息安全，涉及大容量彩色數(shù)字圖像的快速版權(quán)保護。

背景技術(shù)：

1、在當(dāng)今數(shù)字化環(huán)境中，版權(quán)保護面臨諸多挑戰(zhàn)。作品容易受到盜版和侵權(quán)威脅，同時追蹤侵權(quán)行為也變得愈加困難。現(xiàn)有的數(shù)字水印算法在面對攻擊時往往顯得魯棒性不足，難以有效應(yīng)對當(dāng)前復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境。因此，研究并開發(fā)高性能的數(shù)字水印保護算法對于版權(quán)保護至關(guān)重要。高性能的水印算法不僅能夠有效確認作品的歸屬權(quán)，提升版權(quán)保護效果，還可以作為反盜版技術(shù)，有助于檢測和預(yù)防盜版行為。通過將標識信息嵌入數(shù)字媒體中，數(shù)字水印技術(shù)能夠確保內(nèi)容的完整性和真實性。因此，發(fā)展這項技術(shù)對加強版權(quán)保護、抑制盜版和篡改行為，以及提高數(shù)字內(nèi)容的安全性和可信度至關(guān)重要?？s放攻擊是一種通過調(diào)整數(shù)字圖像或視頻尺寸來破壞或刪除已嵌入水印的方法，這對數(shù)字內(nèi)容的合法使用和版權(quán)保護構(gòu)成了重大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的數(shù)字水印技術(shù)通常依賴圖像的幾何特征或頻域變換來嵌入信息，但這些水印在圖像被縮放后往往失效。為了解決這一問題，本文提出了一種彩色數(shù)字圖像盲水印方法，用于抵抗縮放攻擊。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種抵抗強縮放攻擊的彩色數(shù)字圖像盲水印方法，其特征在于通過具體的水印嵌入過程，提取過程來實現(xiàn)，其水印嵌入過程描述如下：

2、第一步：將一幅像素個數(shù)為的24位彩色圖像數(shù)字水印依照紅、綠、藍三基色的順序分成三個分層水印圖像；按照公式（1）生成陳氏混沌序列；

3、?????????（1）

4、其中，、、分別表示第次迭代時的狀態(tài)變量，、、為控制參數(shù)；按照公式（2）將產(chǎn)生的混沌序列進行歸一化處理，使得混沌序列中的每個值都被映射到1到之間的整數(shù)；

5、?????????（2）

6、其中，表示生成的混沌序列，為四舍五入函數(shù)，為最大值函數(shù)；然后根據(jù)公式（3）將分層水印圖像進行置亂加密，得到加密分層水印圖像；

7、???????????????（3）

8、其中，函數(shù)為排序函數(shù)，函數(shù)用于改變矩陣的形狀；將加密后的分層水印圖像中的每個十進制數(shù)表示的像素用8位二進制數(shù)表示，形成長度為的分層水印序列，分別表示紅、綠、藍三層；

9、第二步：將像素個數(shù)為的彩色載體圖像依照紅、綠、藍三基色的順序分成三個分層載體圖像；然后，把每一個分層載體圖像劃分成像素個數(shù)為的非重疊圖像塊，并按照劃分順序?qū)ζ錁颂枺蝗缓?，選取所有序號為奇數(shù)的塊，共計個塊，其中，分別表示紅、綠、藍三層；

10、第三步：在每層選取的個塊中，按塊的先后順序選取一個塊，按照公式（4），對塊進行空域下的哈達瑪變換，得到塊的最大能量系數(shù)用于嵌入一位水印；

11、?????????????????????????（4）

12、其中，是塊..的大小，，?；

13、第四步：在分層水印序列中，按先后順序取出一位待嵌入的水印信息，根據(jù)公式（5）、（6），將最大能量系數(shù)更改為，其中，分別表示紅、綠、藍三層；

14、???????????（5）

15、????????（6）

16、其中，為塊的最大能量系數(shù)，為塊嵌入后的最大能量系數(shù)，為判斷閾值，為四舍五入函數(shù)，為取余函數(shù)，為異或函數(shù)，表示水印信息，為量化步長；

17、第五步：根據(jù)公式（7）、（8），利用得到的來更新塊中相應(yīng)位置的值，得到嵌入水印后的系數(shù)塊矩陣；

18、???????????????????????????(7)

19、?????????????????????????(8)

20、其中，為塊嵌入前后的最大能量系數(shù)之差，是塊的大小，，；

21、第六步：根據(jù)公式（9）、（10），計算將塊中的系數(shù)由于溢出與舍入產(chǎn)生的能量損失；

22、?????????(9)

23、?????????????????(10)

24、其中，為將塊寫入圖像后在位置處實際的像素值，為四舍五入函數(shù)，是塊的大小，是在這個過程中產(chǎn)生的能量損失，，；

25、第七步：對像素塊進行能量補償，根據(jù)的不同，分為三種情況；如果，表示系數(shù)塊在轉(zhuǎn)化為像素塊的過程中發(fā)生能量損失，為此，根據(jù)式（11）、（12）動態(tài)的對像素塊的最小像素處進行能量補償，直至；

26、????????????????????????(11)

27、????????????????????????(12)

28、其中，表示像素塊中的最小像素值，為產(chǎn)生的能量損失，為絕對值函數(shù)；如果，表示系數(shù)塊在轉(zhuǎn)化為像素塊的過程中發(fā)生能量溢出，根據(jù)式（13）、（14）動態(tài)的對像素塊的最大像素處進行能量釋放，直至；

29、???????????????????????(13)

30、???????????????????????(14)

31、其中，表示像素塊中的最大值，為產(chǎn)生的能量損失，為絕對值函數(shù)；如果，則表示系數(shù)塊在轉(zhuǎn)化為像素塊的過程中沒有發(fā)生能量損失，因此，不做處理；

32、第八步：將含水印圖像塊更新到其在分層載體圖像中的相應(yīng)位置；其中分別表示紅、綠、藍三層；

33、第九步：重復(fù)執(zhí)行本過程的第三步到第八步，直到所有的水印信息都被嵌入完成為止，由此得到含水印的分層圖像；最后，將含水印的分層載體圖像重新組合并獲得像素個數(shù)為的含水印圖像；

34、第十步：根據(jù)公式(15)，將上述過程中的關(guān)鍵參數(shù)生成的序列進行加密，得到dna加密序列；

35、???????????（15）

36、其中，為dna加密函數(shù)，將信息轉(zhuǎn)換為dna序列；

37、其水印提取過程描述如下：

38、第一步：根據(jù)公式（16）將dna加密序列進行解密，獲得關(guān)鍵參數(shù)生成的序列；

39、?????????????????????????（16）

40、第二步：如果含水印圖像遭受縮放攻擊，則執(zhí)行本過程的第三步到第五步，否則，令，，，然后直接執(zhí)行本過程的第六步；

41、第三步：根據(jù)公式（17）計算含水印圖像遭受縮放攻擊的程度；

42、?????????????????????????（17）

43、其中,是含水印圖像的大小，是經(jīng)過縮放后含水印圖像的大??；

44、第四步：根據(jù)遭受縮放攻擊的程度及公式（18），計算遭受不同縮放攻擊程度下的矯正區(qū)間及矯正系數(shù);

45、????（18）

46、其中,是嵌入過程中塊的大小，為含水印圖像遭受縮放攻擊的程度，為從1到的整數(shù)；

47、第五步：根據(jù)不同縮放攻擊程度對應(yīng)的矯正區(qū)間及矯正系數(shù)，按照公式（19）、（20），對嵌入過程中塊的大小與量化步長進行調(diào)整，得到矯正后的塊的大小與量化步長；

48、????????????????????????(19)

49、????????????????????????????????????(20)

50、其中，是四舍五入函數(shù)，為含水印圖像遭受縮放攻擊的程度，為嵌入水印時的量化步長，為矯正系數(shù)，為矯正后的塊的大小，為矯正后的量化步長；

51、第六步：將像素個數(shù)為的含水印圖像分成三個分層含水印圖像；然后，把每一個單層含水印圖像劃分成多個像素個數(shù)為的非重疊圖像塊，并按照劃分順序?qū)ζ錁颂枺蝗缓?，選取所有序號為奇數(shù)的塊，共計個塊，其中，分別表示紅、綠、藍三層；

52、第七步：在選取的個塊中，按塊的先后順序選取一個大小為圖像塊，按照公式（21），對進行空域下的哈達瑪變換，得到變換后的最大能量系數(shù)；

53、??????????????????????（21）

54、其中，是塊的大小；

55、第八步：按照公式（22）、（23）提取圖像塊中所含有的水??；

56、???????????????????????????（22）

57、??????????????????????????（23）

58、其中，表示提取出的水印的信息，表示量化過程中的判斷閾值，為量化步長，為取余函數(shù)，為元素向零方向舍入到最近的整數(shù)函數(shù)；

59、第九步：重復(fù)執(zhí)行本過程的第七步和第八步，得到二進制水印位序列，其中，分別表示紅、綠、藍三層；

60、第十步：將加密后的分層水印圖像中的每8位二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為像素值，得到單層加密水印圖像，分別表示紅、綠、藍三層；

61、第十一步：從中得到關(guān)鍵參數(shù)、、，然后根據(jù)公式（24）生成混沌序列；

62、??????????????（24）

63、其中，、、分別表示第次迭代時的狀態(tài)變量，、、為控制參數(shù)；按照公式（25）將產(chǎn)生的混沌序列進行歸一化處理，使得混沌序列中的每個值都被映射到1到之間的整數(shù)；

64、???????????????????????（25）

65、其中，表示生成的混沌序列，為四舍五入函數(shù)，為最大值函數(shù)；然后根據(jù)公式（26）將加密后的分層水印圖像進行解密，得到原始水印圖像；

66、????????????????????????（26）

67、其中，函數(shù)為排序函數(shù)，函數(shù)用于改變矩陣的形狀；

68、第十二步：組合分層水印圖像，得到完整的提取水印，其中，分別表示紅、綠、藍三層。

69、該方法能夠根據(jù)縮放攻擊的強度自適應(yīng)提取水印，具備較好的魯棒性、水印隱蔽性和高水平的安全性。它特別適用于大容量數(shù)字媒體的版權(quán)保護場景，尤其是易受到縮放攻擊影響的情況。