基于四元数模型和奇异值分解的图像水印算法

doi:10.3724/SP.J.1087.2013.01626

计算机应用 ›› 2013, Vol. 33 ›› Issue (06): 1626-1629.DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01626

基于四元数模型和奇异值分解的图像水印算法

陈善学,冯银波

重庆邮电大学移动通信安全研究所,重庆 400065

收稿日期:2012-12-17 修回日期:2013-01-16 发布日期:2013-06-05 出版日期:2013-06-01
通讯作者: 冯银波
作者简介:陈善学（1966-），男，安徽合肥人，教授，博士，主要研究方向:信源编码、数字信号处理、小波分析；冯银波（1987-），男，重庆人，硕士研究生，主要研究方向：数字图像处理、数字水印。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（51175135）;国家科技重大专项（2009ZX03001-004-02）;重庆市自然科学基金资助项目（CSTC2010BB2407，cstcjjA40002）;重庆市教委科学研究项目（KJ110503）

Image watermarking algorithm based on quaternion and singular value decomposition

CHEN Shanxue,FENG Yinbo

Mobile Communications Security Research Laboratory, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065, China

Received:2012-12-17 Revised:2013-01-16 Online:2013-06-05 Published:2013-06-01
Contact: FENG Yinbo
Supported by:
;The Research Project of Chongqing Education Commission

摘要/Abstract

摘要： 将四元数离散余弦变换（QDCT）和奇异值分解（SVD）相结合，提出了一种在彩色图像中嵌入水印的新方法。首先，借助Arnold置乱对二值水印进行预处理，应用四元数理论将彩色图像进行分块QDCT和SVD;然后，利用Logistic映射随机抽取一批图像块实现水印的嵌入。实验表明，该方法具有较强的抗JPEG压缩能力，对各种噪声和滤波等具有较好的鲁棒性。

关键词: 四元数, 四元数离散余弦变换, Arnold置乱, Logistic映射, 奇异值分解

Abstract: A new method for embedding watermark in color image which combined Quaternion Discrete Cosine Transform (QDCT) and Singular Value Decomposition (SVD) was proposed. First of all, binary watermark was preprocessed with the help of the Arnold scrambling application and the color image was made block QDCT and SVD by using quaternion theory. Then, a number of image blocks were selected at random by Logistic mapping to realize the embedding of watermark. The experimental results show that this method has strong anti-JPEG compression as well as better robustness to various kinds of noise and filtering.

Key words: quaternion, Quaternion Discrete Cosine Transform (QDCT), Arnold scrambling, Logistic mapping, Singular Value Decomposition (SVD)

中图分类号:

TP391

陈善学冯银波. 基于四元数模型和奇异值分解的图像水印算法[J]. 计算机应用, 2013, 33(06): 1626-1629.

CHEN Shanxue FENG Yinbo. Image watermarking algorithm based on quaternion and singular value decomposition[J]. Journal of Computer Applications, 2013, 33(06): 1626-1629.

参考文献

［1］凌贺飞，卢正鼎，杨双远.基于YCbCr颜色空间的二维DCT彩色图像数字水印实用技术［J］.小型微型计算机系统，2005，26(3)：482-484.

［2］KUTTER M,JORDAN F,BOSSEN F. Digital signature of color images using amplitude modulation［C］// Proceedings of SPIE Electronic Imaging, Storage and Retrieval for Image and Video Databases V. [s.l.]:SPIE,1997:518-526.

［3］李晓强，薛向阳.基于多通道的彩色图像水印方案［J］.计算机学报，2004，27(9):1238-1244.

［4］BAS P,BIHAN N L E,CHASSERY J M. Color image watermarking using quaternion Fourier transform［C］// IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing. Piscataway:IEEE,2003:521-524.

［5］盖琦，孙云峰，王晓雷，等.基于离散四元数余弦变换的彩色图像数字水印技术［J］.光电子·激光，2009，20(9):1193-1197.

［6］孙菁，杨静宇，傅德胜.彩色图像四元数频域幅值调制水印算法［J］.计算机科学，2011，38(3):123-126.

［7］孙菁，杨静宇，傅德胜.彩色图像四元数频域奇异值分解水印算法［J］.信息与控制，2011，40(6):813-818.

［8］殷明.基于四元数小波变换和奇异值分解的图像水印［J］.合肥工业大学学报:自然科学版，2011，34(12):1913-1916.

［9］李岩山.一种新的彩色图像盲水印算法［J］.计算机应用研究，2011，28(1):349-351.

［10］江淑红，张建秋，胡波.一种超复数频域的有意义数字水印算法［J］.系统工程与电子技术，2009，31(9):2242-2248.

［11］李红丽，赖慧成.基于哈达玛变换和奇异值分解的四个彩色图像水印算法［J］.计算机应用，2010，30(11): 3025- 3027.

［12］HUANG F J, GUAN Z H. A hybrid SVD-DCT watermarking method based on LPSNR［J］. Pattern Recognition Letters,2004,25(15): 1769-1775.

［13］HAMILTON W R. Elements of quaternions［M］.London: Longmans, Green, and Co,1866:129-133.

［14］FENG W, HU B. Quaternion discrete cosine transform and its application in color template matching［C］// Congress on Image and Signal Processing. Washington, DC:IEEE Computer Society,2008:252-256.

[1]	金柯君, 于洪涛, 吴翼腾, 李邵梅, 张建朋, 郑洪浩. 改进的基于奇异值分解的图卷积网络防御方法[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 2023, 43(5): 1511-1517.
[2]	高健, 李智, 樊缤, 姜传贤. 基于光线投射采样和四元数正交矩的高效三维医学影像鲁棒零水印算法[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 2023, 43(4): 1191-1197.
[3]	李振亮, 李波. 基于矩阵分解的卷积神经网络改进方法[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 2023, 43(3): 685-691.
[4]	赵云涛, 谢万琪, 李维刚, 胡佳明. 基于协方差矩阵自适应进化策略的机器人手眼标定算法[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 2023, 43(10): 3225-3229.
[5]	李珊珊, 赵莉, 张红丽. 基于猫映射的图像灰度值加密[J]. 计算机应用, 2021, 41(4): 1148-1152.
[6]	刘艳, 张玉. 基于Logistic映射的射频识别防碰撞算法[J]. 计算机应用, 2020, 40(8): 2334-2339.
[7]	吴婕, 吕永乐. 基于多项式系数自回归模型的雷达性能参数最优组合预测[J]. 计算机应用, 2019, 39(4): 1117-1121.
[8]	邱宁佳, 丛琳, 周思丞, 王鹏, 李岩芳. 结合改进主动学习的SVD-CNN弹幕文本分类算法[J]. 计算机应用, 2019, 39(3): 644-650.
[9]	杜凯敏, 康宝生. 基于图像块分类的图像超分辨率重建[J]. 计算机应用, 2019, 39(2): 577-581.
[10]	汤慧, 周明全, 耿国华. 基于区域分割的低覆盖点云配准算法[J]. 计算机应用, 2019, 39(11): 3355-3360.
[11]	陈善学, 漆若兰, 唐义嫄. 基于多变换域的彩色图像多功能水印算法[J]. 计算机应用, 2018, 38(8): 2274-2279.
[12]	周瑞环, 赵宏宇. 结合物品流行度的列表级矩阵因子分解算法[J]. 计算机应用, 2018, 38(7): 1877-1881.
[13]	王丽芳, 董侠, 秦品乐, 高媛. 基于自适应联合字典学习的脑部多模态图像融合方法[J]. 计算机应用, 2018, 38(4): 1134-1140.
[14]	李周, 崔琛. 基于奇异值分解的压缩感知观测矩阵优化算法[J]. 计算机应用, 2018, 38(2): 568-572.
[15]	张弢, 康缘, 任帅, 柳雨农. 基于压缩感知和GHM多小波变换的信息隐藏算法[J]. 计算机应用, 2017, 37(9): 2581-2584.

基于四元数模型和奇异值分解的图像水印算法

Image watermarking algorithm based on quaternion and singular value decomposition

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics