[发明专利]一种基于四元数小波的遥感影像数字水印嵌入和提取方法

摘要

本发明公开一种基于四元数小波的遥感影像数字水印嵌入和提取方法，嵌入过程包括原始彩色遥感影像R、G、B三个波段分别四元数小波分解，将三个波段中幅值低频系数构成三阶张量，再Tucker分解获得核心张量；将原始水印图像进行Arnold置乱变换；将置乱后的水印信息嵌入到核心张量中，重构张量以及四元数小波逆变换，得到含有水印的彩色遥感影像；提取步骤如下含有水印的彩色遥感影像R、G、B三个波段分别进行四元数小波分解，将三个波段中幅值低频系数构成三阶张量，再进行Tucker分解获得核心张量；计算核张量的奇异值提取嵌入信息；通过Arnold置乱变换的逆变换获得水印信息。本发明提高水印的不可见性与抗攻击能力。

主权项

一种基于四元数小波的遥感影像数字水印嵌入和提取方法，其特征在于：依次包括以下步骤：(1)水印嵌入过程(1.1)读取待嵌入水印的原始彩色遥感影像和要嵌入的灰度水印图像；其中彩色遥感影像大小为M×M，水印图像大小为N×N，并将水印信息转换成二值图像，记做W；(1.2)对彩色遥感影像的R、G、B三个分量分别进行四元数小波变换，分别得到每个分量的幅值低频带，再将这三个低频子带分量组合成三阶张量；(1.3)对三阶张量进行Tucker分解，获得三阶张量的核张量；(1.4)计算核张量的奇异值，对水印图像进行Arnold置乱加密，再利用嵌入公式将经过Arnold置乱后的水印图像的奇异值嵌入到核张量的奇异值中，获得嵌入水印后的核张量；(1.5)对嵌入水印后的核张量做Tucker分解的逆变换，重构获得嵌入水印后的三阶张量Am×n×p，m表示第一阶的大小，n表示第二阶的大小，p表示第三阶的大小；(1.6)进行四元数小波分解的逆变换，获得嵌入水印后的遥感影像；(2)水印提取过程(2.1)读取待提取的含有水印的彩色遥感影像；(2.2)对彩色遥感影像的R、G、B三个分量分别进行四元数小波变换，分别得到每个分量的幅值低频带，再将这三个低频子带分量组合成三阶张量；(2.3)对三阶张量进行Tucker分解，获得三阶张量的核张量；(2.4)计算核张量的奇异值，并按提取公式提取水印的奇异值，获得Arnold置乱变换后的加密的水印信息；(2.5)通过Arnold置乱变换的逆变换，获得水印信息。