【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于图像处理，具体涉及一种图像水印嵌入方法、提取方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
1、随着数字通信的快速发展，引发出数字信息传输的信息安全及版权保护问题。数字水印技术是解决该问题的有效手段，通过辨别嵌入于数字载体中的标识信息，来判断信息载体是否被改动，从而达到对数字图像的版权保护和完整性认证等目的。
2、根据数字水印具有不可感知性、鲁棒性、安全性应用要求，早期的数字水印技术研究基于空间域算法实现，保证了水印的不可见性，但嵌入的信息量较小，对抗滤波、压缩等攻击能力较弱，无法满足数字水印的鲁棒性要求，稳健性有待进一步提高。
3、数字水印技术变换域方法，通过修改原始载体的变换域系数来实现数字水印信息的嵌入。变换域数字水印算法主要集中于dft、dct、dwt及混合变换域方法等系列方法，通过改变宿主图像变换后部分频段的一些系数值进行嵌入水印信息，其算法都体现了将水印信息嵌入图像能量较高的部分以确保水印不可见性思想。但上述方法因为高、低频系数不均衡性，因水印不可感知性导致嵌入信息不能太多，且上述方法属于单一时频域方法，因分解系数相对固定安全性能有待提高。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种图像水印嵌入方法，包括如下步骤：
2、对原始图像i进行k层p阶分数阶小波变换，得到3k+1个子带；
3、对变换后的图像的第k层子带进行s阶分数阶fourier变换，得到子带变换后的复系数fll、fhl、flh和
4、解除水印图像像素间的相关性，并对解除后的像素进行二维分数阶变换，得到复系数fw；
5、将复系数fw的实部和虚部嵌入fll、fhl、flh和fhh中，得到含水印系数fll′、fhl′、flh′和fhh′；
6、对fll′、fhl′、flh′和fhh′进行s阶分数阶fourier逆变换，得到第一水印载体图像；
7、对所述第一水印载体图像的第k层的4个子带系数与其余层子带系数进行k层p阶分数阶小波逆变换，得到重构图像复系数iw，保留复系数相位信息angle(iw)并对iw求模，得到第二水印载体图像iαw；
8、将第二水印载体图像iαw与原始图像i求差值，提取出载入第二水印载体图像的水印的模态δw，对δw的幅值进行限幅，得到限幅后的水印δw′，将δw′重新嵌入原始图像i，得到最终水印载体图像i△w。
9、优选的，所述解除水印图像像素间的相关性，并对解除后的像素进行二维分数阶变换，得到复系数fw，包括如下步骤：
10、采用arnold变换算法对待嵌入的原始水印图像w做n次变换，得到置乱后的水印图像w′；
11、对置乱图像w′进行q阶分数阶fourier变换，得到变换后的复系数fw。
12、优选的，所述s阶的取值范围为s<10-3。
13、优选的，所述q阶的取值范围为q<10-3。
14、优选的，所述原始图像i为n×n像素的图像，所述原始水印图像w为m×m的图像，其中，m＝n/2k。
15、优选的，本专利技术还提供有一种图像水印提取方法，包括以下步骤：
16、在水印载体图像i△w中添加相位信息，得到复系数i′δw；
17、对复系数i′δw进行k层p阶分数阶小波变换，得到分数阶小波变换的3k+1个子带；
18、对第k层子带系数{hhδ3,hlδ3,lhδ3,hhδ3}进行q阶二维分数阶傅里叶变换，得到复系数{fllδ3，fhlδ,3，flhδ3，fhhδ3}；
19、对复系数{fllδ3，fhlδ3，flhδ3，fhhδ3}与{fll3,flh3,fhl3,fhh3}进行差值运算，提取出{fllδ3，fhlδ3，flhδ3，fhhδ3}实部fw1′和虚部fw2′；
20、对实部fw1′和虚部fw2′进行q阶分数阶fourier逆变换，并对变换后的复系数进行求模运算，提取出水印图像；
21、根据混合光学双稳模型变换初始位置，对水印信息进行逆置乱，提取出水印。
22、本专利技术还提供有一种图像水印嵌入装置，包括：
23、子带获取模块，用于对原始图像i进行k层p阶分数阶小波变换，得到3k+1个子带；
24、分数阶fourier变换模块，用于对变换后的图像的第k层子带进行s阶分数阶fourier变换，得到子带变换后的复系数fll、fhl、flh和fhh；
25、水印图像预处理模块，用于对水印图像进行预处理，得到复系数fw；
26、复系数嵌入模块，用于将复系数fw的实部和虚部嵌入fll、fhl、flh和fhh中，得到含水印系数fll′、fhl′、flh′和fhh′；
27、分数阶fourier逆变换模块，用于对fll′、fhl′、flh′和fhh′进行s阶分数阶fourier逆变换，得到第一水印载体图像；
28、重构图像模块，用于对所述第一水印载体图像的第k层的4个子带系数与其余层子带系数进行k层p阶分数阶小波逆变换，得到重构图像复系数iw，保留复系数相位信息angle(iw)并对iw求模，得到第二水印载体图像iaw；
29、限幅模块，用于将第二水印载体图像iaw与原始图像i求差值，提取出载入第二水印载体图像的水印的模态δw，对δw的幅值进行限幅，得到限幅后的水印δw′，将δw′重新嵌入原始图像i，得到最终水印载体图像i△w。
30、本专利技术还提供有一种图像水印提取装置，包括：
31、第一复系数获取模块，用于在水印载体图像i△w中添加相位信息，得到复系数i′δw；
32、分数阶小波变换模块，用于对复系数i′δw进行k层p阶分数阶小波变换，得到分数阶小波变换的3k+1个子带；
33、第二复系数获取模块，用于对第k层子带系数{hhδ3,hlδ3,lhδ3,hhδ3}进行q阶二维分数阶傅里叶变换，得到复系数{fllδ3，fhlδ3，flhδ3，fhhδ3}；
34、差值运算模块，用于对复系数{fllδ3,fhlδ3,flhδ3,fhhδ3}与{fll3,flh3,fhl3,fhh3}进行差值运算，提取出{fllδ3，fhlδ3，flhδ3，fhhδ3}实部fw1′和虚部fw2′；
35、水印图像获取模块，用于对实部fw1′和虚部fw2′进行q阶分数阶fourier逆变换，并对变换后的复系数进行求模运算，提取出水印图像；
36、水印提取模块，用于根据混合光学双稳模型变换初始位置，对水印信息进行逆置乱，提取出水印。
37、本专利技术还提供有一种计算机设备，包括存储器和处理器；所述存储器存储有计算机程序，所述处理器用于运行所述存储器内的计算机程序，以执行图像水印嵌入方法的步骤及图像水印提取方法的步骤。
38、本专利技术还提供有一种计算机可读存储介质，所述计本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种图像水印嵌入方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的图像水印嵌入方法，其特征在于，所述解除水印图像像素间的相关性，并对解除后的像素进行二维分数阶变换，得到复系数FW，包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的图像水印嵌入方法，其特征在于，所述s阶的取值范围为s<10-3。
4.根据权利要求2所述的图像水印嵌入方法，其特征在于，所述q阶的取值范围为q<10-3。
5.根据权利要求2所述的图像水印嵌入方法，其特征在于，所述原始图像I为N×N像素的图像，所述原始水印图像W为M×M像素的图像，其中，M＝N/2k。
6.一种图像水印提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.一种图像水印嵌入装置，其特征在于，包括：
8.一种图像水印提取装置，其特征在于，包括：
9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器；所述存储器存储有计算机程序，所述处理器用于运行所述存储器内的计算机程序，以执行权利要求1至5任一项所述的图像水印嵌入方法的步骤或执行权利要求6所述的图像
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序适于处理器进行加载，以执行权利要求1至5任一项所述的图像水印嵌入方法的步骤或执行权利要求6所述的图像水印提取方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种图像水印嵌入方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的图像水印嵌入方法，其特征在于，所述解除水印图像像素间的相关性，并对解除后的像素进行二维分数阶变换，得到复系数fw，包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的图像水印嵌入方法，其特征在于，所述s阶的取值范围为s<10-3。
4.根据权利要求2所述的图像水印嵌入方法，其特征在于，所述q阶的取值范围为q<10-3。
5.根据权利要求2所述的图像水印嵌入方法，其特征在于，所述原始图像i为n×n像素的图像，所述原始水印图像w为m×m像素的图像，其中，m＝n/2k。
6.一种图像水...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐小军，戴文俊，伍龙，刘团结，肖理庆，孙业国，
申请(专利权)人：淮南师范学院，
类型：发明
国别省市：
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