一种频域和空域相结合的半调水印方法技术

本发明专利技术公开了一种频域和空域相结合的半调水印方法，具体步骤包括：(1)特征图像提取；(2)水印图像预处理；(3)水印嵌入预处理过程；(4)获得嵌水印的特征矩阵；(5)获得分块半调图像；(6)嵌入水印；(7)搜素获得最优半调图像；(8)图像矫正；(9)获得含水印离散余弦变换系数；(10)提取水印。本发明专利技术解决了空域半调水印方法在提取水印时需要对图像二值化处理，嵌水印后图像的视觉效果差，水印抵抗打印-扫描攻击能力不强的问题。本发明专利技术利用了空域和频域水印算法的优点，不仅对打印-扫描、随机涂改和裁剪等攻击具有很强的鲁棒性，而且图像的视觉效果良好，水印嵌入容量大幅度提高。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种频域和空域相结合的半调水印方法，包括水印嵌入和水印提取两个过程；所述水印嵌入过程的具体步骤为：(1)提取特征图像：1a)对载体图像从左到右、从上到下分别取8个像素进行分块，得到分块图像；1b)对每一个分块均值按照从左到右、从上到下的顺序组成大小的特征矩阵，其中P、Q分别表示载体图像的宽度和高度值；(2)水印图像预处理：对二值水印图像矩阵进行Arnold置乱，得到置乱后的水印图像矩阵；(3)水印嵌入预处理过程：3a)对步骤(1)提取的特征矩阵进行8×8分块离散余弦变换，得到特征矩阵的离散余弦变化系数矩阵；3b)对步骤(2)置乱后的水印图像矩阵按行排列，得到一维水印序列；3c)对一维水印序列分块，得到水印分块序列；(4)获得嵌水印的特征矩阵：4a)对离散余弦变化系数矩阵按照从左到右、从上到下取一个分块，该分块从最后一个元素开始按照“之”字形排序，得到离散余弦变化系数序列；4b)对水印分块序列按照从前到后取一个分块，对分块依次取所有元素，如果所取元素的值为1，则将离散余弦变换系数序列的元素值修改为20，否则修改为?20，得到嵌入水印的离散余弦变换系数序列；4c)判断是否取完离散余弦变换系数矩阵的所有分块，如果没有取完，则执行步骤4a)，直至取完离散余弦变换系数矩阵的所有分块，获得嵌水印的离散余弦变换系数矩阵；4d)对嵌水印的离散余弦变换系数矩阵进行8×8分块逆离散余弦变换，得到嵌水印的特征矩阵；(5)获得分块半调图像：5a)对步骤(1)的载体图像，采用图像半调方法，进行半调处理，得到半调 图像；5b)对半调图像从左到右、从上到下分别取8个像素进行分块，得到分块半调图像；(6)嵌入水印：6a)对分块半调图像从左到右、从上到下取一个分块，计算分块均值，得到分块均值；6b)对嵌水印的特征矩阵从左到右、从上到下取一个元素作为比较元素，比较该比较元素的值与分块均值的大小，如果该比较元素值大于分块均值，则把分块内的一个黑色像素的值修改为255；否则，将分块内的一个白色像素值修改为0，重新计算分块均值，直到该比较元素的值与分块均值的差值的绝对值小于2时，不再去修改分块内的像素值，获得嵌水印分块半调图像中的一个分块；6c)判断是否取完分块半调图像的所有分块，如果没有取完，则执行步骤6a)，直至取完分块半调图像的所有分块，获得嵌水印分块半调图像；(7)搜索获得最优嵌水印半调图像：对嵌水印分块半调图像按照从左到右，从上到下的顺序对每一个分块执行只交换不翻转的直接二值搜索DBS方法，直至获得最优嵌水印半调图像，完成水印嵌入过程；对最优嵌水印半调图像打印、扫描，得到扫描后嵌入水印的图像；所述水印提取过程的具体步骤如下：(8)图像矫正：利用Photoshop软件对扫描后的图像进行裁剪并且放缩，得到含水印的图像；(9)获得含水印离散余弦变换系数矩阵：9a)对含水印的图像从左到右、从上到下分别取8个像素进行分块，得到分块含水印图像；9b)求每一个分块含水印图像内所有像素的平均值，然后按照从左到右、从上到下的顺序组成大小的含水印图像特征矩阵，其中P、Q分别表示载体图像的宽度和高度值；9c)对含水印图像特征矩阵进行8×8分块离散余弦变换，得到含水印离散余弦变换系数矩阵；(10)提取水印：10a)对含水印离散余弦变换系数矩阵从左到右、从上到下的顺序取一个8×8分块，对该分块从最后一个元素开始按照“之”字形排序，得到含水印离散余弦变换系数序列；10b)依次取含水印离散余弦变换系数序列的前个元素的每一个元素进行判断，如果元素值大于0，则将水印位设置为1，否则将水印位设置为0，获得水印序列的一个分块，其中U、V分别表示水印图像的宽度和高度值，N表示分块离散余弦变换系数矩阵的分块个数；10c)判断是否取完含水印离散余弦变换系数矩阵的所有分块，如果没有取完，则执行步骤10a)，直至取完含水印离散余弦变换系数矩阵的所有分块，获得水印序列；10d)将获得的水印序列按照从前到后的顺序变换成U×V的二维矩阵，获得初始水印图像，其中U、V分别表示水印图像的宽度和高度值；10e)对初始水印图像进行逆Arnold置乱，获得提取的水印图像。FSA00000899863800011.tif,FSA00000899863800021.tif,FSA00000899863800031.tif...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑海红，王泉，李建平，潘蓉，王义峰，罗雪梅，谢琨，万波，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：