利用最高有效位的加密域可逆数字水印实现方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及媒体通信技术领域，尤其涉及一种利用最高有效位的加密域可逆数字 水印实现方法。
【背景技术】
[0002] 随着信息科技和数字多媒体技术的不断进步和发展，多媒体作品，如视频、音频和 图像等在网上的传播和使用变的越来越便捷、迅速。但是多媒体作品易于被篡改、复制的特 点使其广泛地被不法分子利用，出现了大量的盗版作品，严重侵害了多媒体作品作者的利 益。另外，在传统的保护信息安全的方法中，加密技术是一种有效的方式。然而，加密后的 信息容易引起黑客的注意，在这种情况下加密数据有被篡改和窃取的危险，加密技术也变 得不太可靠，信息安全问题也相应的成为了亟待解决的社会问题。因而如何有效地解决伪 造仿冒问题、版权侵权问题和信息安全问题已成为各个领域关注的核心问题。在这种情况 下，数字水印技术应运而生。
[0003] 数字水印技术是利用信息论理论，分析图像等数字多媒体文件的信息冗余，然后 在不影响原文件的内容和使用价值的情况下，通过一定的算法将一些标识信息作为数字水 印嵌入到文件中，并且不易被人的视觉系统所察觉或注意到，但在需要时，能够利用一定的 技术检测和提取数字水印信息。利用数字水印能够认证和保护多媒体，起到判断多媒体的 版权归属以及作为起诉非法侵权的法律证据的作用，实现版权保护、法律认证的目的。然 而，数字水印的嵌入通常会对原始载体引起不可逆转的变化，虽然有时这种变化可能很小。 但在某些特殊的应用领域中，原始载体是不能有任何失真的，即使这种失真是不可察觉的。 比如在医学图像方面，图像的微小失真可能就会引起病情的误诊进而导致法律问题。在军 事图像领域，可能图像的稍微改变就会使原始的信息发生错误进而影响重大军事抉择。因 此，为了实现数字水印技术在敏感图像上的应用，出现了可逆数字水印技术。
[0004] 可逆数字水印技术不仅能够正确地提取数字水印信息，而且在提取信息之后能够 无失真地恢复原始载体。并且为了适应大数据和云计算技术的发展，方便第三方对大量数 据的管理而又不泄露原始信息，可逆数字水印技术又出现了一个分支一加密域可逆数字水 印技术。利用加密域可逆数字水印的原理，原始载体的所有者可以通过加密技术对原始载 体进行加密，然后可以将加密后的载体传递给数据管理者。数据管理者在不知道加密密钥 的前提下，不能知道原始载体的内容，防止了信息的泄露。通过加密域可逆数字水印技术， 数据管理者可以通过数据嵌入密钥对加密的载体嵌入数字水印信息，便于管理和传递。最 后，接收者可以根据其所持有的密钥信息，享有不同的权限。加密域可逆数字水印技术在信 息传递过程中，既能保证信息的安全传递，又能便于信息的中间管理，而且能够满足不同权 限的人的需要。
[0005] 在现有的加密域可逆数字水印技术中，数字水印的嵌入容量都非常有限，最多不 超过0.5bpp。并且有的是不完全可逆的，即只有在一定条件下才能正确恢复原始图像。这 就大大限制了加密域可逆数字水印技术的应用。
【发明内容】
[0006] 本发明的实施例提供了一种利用最高有效位的加密域可逆数字水印实现方法，以 有效的提高数字水印的嵌入容量。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
[0008] -种利用最高有效位的加密域可逆数字水印实现方法，包括：
[0009] 从原始图像的像素矩阵中的指定位置选取N个像素，分别提取所述N个像素中的 每个像素的M个最高有效位，将所有的最高有效位组成码流；
[0010] 对所述码流进行压缩得到辅助信息，将所述辅助信息嵌入到所述原始图像的像素 矩阵中；
[0011] 利用加密密钥对嵌入了辅助信息的原始图像进行加密，得到加密图像，获取所述 加密图像的像素矩阵中所述原始图像的像素矩阵中的所述N个像素的对应像素，在所述对 应像素中的M个最高有效位中嵌入数字水印。
[0012] 优选地，其特征在于，所述的从原始图像的像素矩阵中的指定位置选取N个像素， 分别提取所述N个像素中的每个像素的M个最高有效位，将所有的最高有效位组成码流，包 括：
[0013] 将原始图像的像素矩阵分成A部分和B部分，所述A部分中包括的像素和所述B 部分中包括的像素互相间隔排列；
[0014] 从所述A部分中第一行中的第一个像素开始，逐个像素选择所述A部分中的前N
【主权项】
1. 一种利用最高有效位的加密域可逆数字水印实现方法，其特征在于，包括： 从原始图像的像素矩阵中的指定位置选取N个像素，分别提取所述N个像素中的每个 像素的M个最局有效位，将所有的最局有效位组成码流； 对所述码流进行压缩得到辅助信息，将所述辅助信息嵌入到所述原始图像的像素矩阵 中； 利用加密密钥对嵌入了辅助信息的原始图像进行加密，得到加密图像，获取所述加密 图像的像素矩阵中所述原始图像的像素矩阵中的所述N个像素的对应像素，在所述对应像 素中的M个最高有效位中嵌入数字水印。
2. 根据权利要求1所述的利用最高有效位的加密域可逆数字水印实现方法，其特征在 于，所述的从原始图像的像素矩阵中的指定位置选取N个像素，分别提取所述N个像素中的 每个像素的M个最高有效位，将所有的最高有效位组成码流，包括： 将原始图像的像素矩阵分成A部分和B部分，所述A部分中包括的像素和所述B部分 中包括的像素互相间隔排列； 从所述A部分中第一行中的第一个像素开始，逐个像素选择所述A部分中的前N个像 素，所述，所述L为需要嵌入的数字水印的总位数，所述M为设定的最高有效位的数 量； 分别提取所述N个像素中的每个像素的M个最高有效位，将所有的最高有效位组成码 流。
3. 根据权利要求1所述的利用最高有效位的加密域可逆数字水印实现方法，其特征在 于，所述的对所述码流进行压缩得到辅助信息，将所述辅助信息嵌入到所述原始图像的像 素矩阵中，包括： 利用私有密钥对所述辅助信息进行加密； 设从所述A部分中选取的第N个像素所在的行数为R，所述原始图像的像素矩阵的总 行数为Si，当f>Pi，所述Pi为设定的最大阔值时，则将加密后的辅助信息全部嵌入到所 述B部分中，其中，将加密后的辅助信息中的数据b嵌入到所述B部分中像素Uu的过程如 下： 先计