专利名称：强鲁棒性qr码水印算法的制作方法
技术领域：
本发明属于防伪技术、信息安全领域，特别涉及一种强鲁棒性QR码数字水印算法。
背景技术：
数字水印技术是利用人类感觉器官的不明感特性以及数字信号本身存在的数据冗余，通过一定的算法将标识信息隐藏在数字图像、视频、音频等数字产品中，该技术能实现数字产品的产权保护和篡改鉴定。二维条码技术是在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上发展起来的一种标准化信息存储和自动识别技术，以其信息容量大、编码范围广、纠错能力强、具有一定防伪能力等性能，得到了广泛的应用。本发明在这此基础上，提出了将快速响应矩阵码(QR码)作为数字水印以增强水印鲁棒性的算法。该算法是利用离散小波变换的方法将QR码水印嵌入到载体图像二级小波分解的中频系数中，利用人眼视觉系统的特性，使QR码水印具有很好的不可见性，又利用QR码较强的纠错能力提高了水印的鲁棒性。
发明内容
本发明是针对现有水印系统不可见性、鲁棒性相互矛盾的问题，提出了一种强鲁棒性QR码水印算法，该算法是利用离散小波变换技术保证水印系统不可见性，利用QR码的纠错能力提高了水印系统的鲁棒性。本发明为了实现上述目的，可以使用以下方案:本发明所涉及的一种强鲁棒性QR码水印算法，其特征在于，由以下具体步骤实现:其中，进行水印嵌入算法，将水印信息嵌入到彩色载体图:(1)将水印信息编码为QR码；(2)使用Arnold置乱技术 对QR码进行加密；(3)对彩色载体图像的蓝色通道图像进行二级小波分解，得到各级小波分解系数Cl10( i, j)，其中1=1，2，表示小波分解层数，Θ =0，I, 2，3分别表示低频、水平、垂直和对角线方向的小波系数；(4)然后将二级小波分解后的中频系数矩阵Cl12Q, j)按水印图像的大小分割成互不重叠的子块(!％，_( i, j),其中，m，η是子块的坐标，i，j是对应子块内的系数坐标，并选择系数坐标作为QR码的嵌入位置，并将其矩阵按水印图像的大小分割成大小相等且互不重叠的四个子块；(5)在离散小波变换域的中频系数矩阵Cl12Q, j)的各个子块内重复嵌入加密后的QR码；设定一个阈值T，当嵌入时的水印信息为O时，若mocKdUi，j), T) < 3Τ/4，则d, Ui，jkdU i, j)—mod(Cl12,m，n( i, j), T)+T/4 ;若 mod(Cl12^n( i, j), T) ^ 3T/4,则d”2，m，n( 1- J')i, j)-mod(d、，m，n( i, j), T)+5T/4;当嵌入时的水印信息为 I 时，若mod ((I12nin ( i, j), T) < T/4，则丄 U i, j) =Cl12ninCi, j)-mod ((I12lllj n( i, j), T)-T/4 ；若 mod((I12 ni n( i, j), T)兰 T/4，则(1, U i, jkdU i, j)-mod((I12jm；n( i, j),T)+3T/4 ； (6)进行二级逆小波变换得到嵌入水印后的蓝色通道图像；(7)合并通道得到嵌入水印后的彩色图像。
在本发明所涉及的QR码水印算法，其特征在于:其中，采用水印提取算法，将水印从彩色载体图像提取出还具有以下步骤:(8)对嵌入水印的彩色载体图像的蓝色通道图像进行二级小波分解，然后将第二级的中频系数矩阵按分割成大小相等的四个子块；(9)提取水印时，若mod(d,j), T)兰Τ/2，则水印信息为0，否则为I ; (10)使用Arnold置乱技术解密水印的QR码图像；(11)将QR码译码，提取原始水印信息。进一步，对标识信息使用了快速响应矩阵码进行编码，将其作为数字水印。发明效果本发明所涉及的一种强鲁棒性QR水印码算法，由于使用了 Arnold置乱技术，可以对QR水印进行加密的同时并不会破坏水印的信息。利用离散小波变换的技术，特别是利用二级小波分解后的中频系数来分割图像并加以嵌入水印，可以保证水印的不可见性和不易受攻击性，QR码纠错能力能够加强水印的鲁棒性，从而解决了现有水印系统不可见性、鲁棒性相互矛盾的问题。
图1是本发明强鲁棒性QR码水印算法中水印嵌入算法流程图。图2为本发明强鲁棒性QR码水印算法中水印提取算法流程图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明所涉及的一种强鲁棒性QR码水印方法的优选实施例做详细阐述，但本发明不仅限于该实施例。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下发明的优选实施例中详细说明了具体细节。实施例1图1为本发明强鲁棒性QR码水印算法中水印嵌入算法流程图。如图1所示，水印嵌入彩色载体图像的算法流程图具有如下步骤:步骤S1-101:将水印信息按照GB/T 18284-2000中相关规定进行编码，生成QR码水印图像；步骤S1-102:使用Arnold置乱技术对生成的QR码进行加密。步骤S1-103:对彩色载体图像的蓝色通道图像进行二级小波分解，得到各级小波分解系数d/ (i, j)，其中1=1，2，表示小波分解层数；θ=0，1，2，3分别表示低频、水平、垂直和对角线方向的小波系数。步骤S1-104:将二级小波分解后的中频系数矩阵Cl12Q, j)按水印图像的大小分割成互不重叠的子块i, j)，其中m，η是子块的坐标，i，j是对应子块内的系数坐标。选择其作为QR码的嵌入位置，并将其矩阵按水印图像的大小分割成大小相等且互不重叠的四个子块。步骤S1-105:在离散小波变换(DWT)域的中频系数矩阵Cl12Q, j)的各个子块内重复嵌入加
权利要求
1.一种强鲁棒性QR码水印算法，其特征在于，由以下具体步骤实现: 其中，进行水印嵌入算法，将水印信息嵌入到彩色载体图: (1)将所述水印信息编码为QR码； (2)使用Arnold置乱技术对所述QR码进行加密； (3)对所述彩色载体图像的蓝色通道图像进行二级小波分解，得到各级小波分解系数d；( i, j)，其中1=1，2，表示小波分解层数，θ=0，1，2，3分别表示低频、水平、垂直和对角线方向的小波系数； (4)然后将所述二级小波分解后的中频系数矩阵Cl12Q,j)按水印图像的大小分割成互不重叠的子块(!、_( i，j)，其中，m，η是子块的坐标，i，j是对应子块内的系数坐标，并选择所述系数坐标作为所述QR码的嵌入位置，并将其矩阵按水印图像的大小分割成大小相等且互不重叠的四个子块； (5)在离散小波变换域的所述中频系数矩阵Cl12Q,j)的各个子块内重复嵌入加密后的QR码； 设定一个阈值T，当嵌入时的水印信息为O时，若mocKdUi，j), T) < 3Τ/4,则厂j)=^2^^( i, j)-mod((I12jm；n( i, j), T)+T/4 ；若 mod((I12ni,n( i, j),T)芎 3T/4，则 d,、，_( i, jkdU i, j)-mod(Cl12,m，n( i, j), T)+5T/4 ； 当嵌入时的水印信息为I时，若mocKdU i, j), T) < T/4，则d, U i,j)=d12；m；n(i, j)-mod ((I12mn ( i, j), T)-T/4 ;若 mod ((I12nin ( i, j), T)兰 T/4，则 d, Ui, iMU i, jO-mocKdU i, j), T)+3T/4 ； (6)进行二级逆小波变换得到嵌入水印后的蓝色通道图像； (7)合并通道得到嵌入水印后的彩色图像。
2.根据权利要求1所述的QR码水印算法，其特征在于: 其中，采用水印提取算法，将所述水印从所述彩色载体图像提取出还具有以下步骤: (8)对嵌入所述水印的所述彩色载体图像的所述蓝色通道图像进行二级小波分解，然后将所述二级小波分解后的中频系数矩阵Cl12Q, j)按分割成大小相等的四个子块； (9)提取所述水印时，若mod(d,\Π ηα，j), T) = T/2，则所述水印信息为0，否则为I ; (10)使用所述Arnold置乱技术解密所述水印的QR码图像； (11)将所述QR码译码，提取原 始所述水印信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 对所述标识信息使用了快速响应矩阵码进行编码，将其作为所述数字水印。
全文摘要
本发明提出一种增强数字水印系统鲁棒性的数字水印算法。该算法是将特定的标识信息编码为快速响应矩阵码(QR码)，将其作为数字水印，利用离散小波变换将QR码嵌入到载体图像二级小波分解后的中频系数中，从而达到在保证水印不可见性的前提下增强水印的鲁棒性。水印攻击仿真实验结果表明，将QR码作为数字水印，能很大程度上增强水印系统的鲁棒性，能广泛应用于版权保护、防伪等领域，具有一定的实用价值。
文档编号G06T1/00GK103150701SQ20131011393
公开日2013年6月12日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日
发明者王子煜, 孙刘杰, 王文举 申请人:上海理工大学