基于四维四元数频域的彩色图像双重水印算法

doi:10.13229/j.cnki.jdxbgxb201504045

吉林大学学报(工学版) ›› 2015, Vol. 45 ›› Issue (4): 1336-1346.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201504045

基于四维四元数频域的彩色图像双重水印算法

王定成^{1, 2, 3}, 田翠翠¹, 陈北京^{1, 2, 3}, 田宇航¹

1.南京信息工程大学计算机与软件学院,南京 210044;
2.南京信息工程大学江苏省网络监控工程中心,南京 210044;
3.南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心,南京 210044

收稿日期:2013-12-08 出版日期:2015-07-01 发布日期:2015-07-01
作者简介:王定成(1967-),男,研究员,博士.研究方向:智能控制, 图像处理.E-mail:dcwang2005@126.com
基金资助:
国家自然科学基金项目(61103141, 61232016, 61173141, 61105007, 61272421); 江苏省自然科学基金项目(BK2012858); 江苏省普通高校自然科学研究项目(13KJB520015)

Dual watermarking for color images based on 4D quaternion frequency domain

WANG Ding-cheng^{1, 2, 3}, TIAN Cui-cui¹, CHEN Bei-jing^{1, 2, 3}, TIAN Yu-hang¹

1.School of Computer and Software, Nanjing University of Information Science &
Technology, Nanjing 210044, China;
2.Jiangsu Engineering Center of Network Monitoring, Nanjing University of Information Science &
Technology, Nanjing 210044, China;
3.Jiangsu Collaborative Innovation Center on Atmospheric Environment and Equipment Technology,Nanjing University of Information Science and Technology Nanjing 210044,China

Received:2013-12-08 Online:2015-07-01 Published:2015-07-01

摘要/Abstract

摘要： 针对现有基于四元数离散傅里叶变换(QDFT)的算法没有充分利用QDFT的四维系数空间、没有嵌入非彩色水印图像和存在水印能量损失等不足,提出了一种彩色图像盲双重水印算法,并用其将有意义的彩色和二值双重水印嵌入到QDFT频域系数的4个分量中。采用单位纯四元数k,首先建立了QDFT系数各分量与彩色图像三通道传统离散傅里叶变换(DFT)之间的关系,然后给出了修改系数嵌入水印需保持的对称性,最后结合QDFT、Arnold变换和冗余嵌入策略进行水印嵌入和提取。实验结果表明:本文算法能较好地平衡不可见性和鲁棒性。

关键词: 信息处理技术, 数字水印, 彩色图像, 四元数, 频域

Abstract: Existing color image watermarking algorithms based on Quaternion Discrete Fourier Transform (QDFT) do not fully utilize the four dimensional (4D) QDFT frequency domain, which only deal with achromatic watermarks and suffer from watermark energy loss. To overcome these drawbacks, a blind dual watermarking algorithm for color images is proposed to embed dual meaningful watermarks (one is color and the other is binary) into four components of each QDFT coefficient of a color host image. For unit pure quaternion k, first, the relationships existing between the components of QDFT coefficients and the Discrete Fourier Transform (DFT) of three RGB color channels are established; then, the symmetrical constraints were presented, which one must follow when modifying QDFT coefficients; finally, QDFT, Arnold transform and a multiple redundant embedding strategy are combined for watermarking. Experimental results demonstrate that the proposed method achieves a reasonable trade-off between the fidelity and robustness and outperforms the existing schemes.

Key words: information processing, digital watermarking, color image, quaternion, frequency domain

中图分类号:

TN911.73

王定成, 田翠翠, 陈北京, 田宇航. 基于四维四元数频域的彩色图像双重水印算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(4): 1336-1346.

WANG Ding-cheng, TIAN Cui-cui, CHEN Bei-jing, TIAN Yu-hang. Dual watermarking for color images based on 4D quaternion frequency domain[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(4): 1336-1346.

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