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龍圖騰網恭喜魯東大學申請的專利一種可逆魯棒空域彩色數字圖像水印方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN114155130B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-16發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202111465182.6，技術領域涉及：G06T1/00；該發明授權一種可逆魯棒空域彩色數字圖像水印方法是由蘇慶堂;曹宏矯;孫葉函;王環英設計研發完成，并于2021-12-03向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種可逆魯棒空域彩色數字圖像水印方法在說明書摘要公布了：本發明不僅結合了魯棒水印和可逆水印的特點，還結合了頻域水印強魯棒性和空域水印高實時性的優點，可同時實現數據版權保護和對敏感載體的完整性認證。本發明利用離散傅里葉變換最大能量系數的空域快速計算方法及其系數變化量在空域像素中的分配規律，在空域中使用量化方法完成了彩色數字水印的嵌入與盲提取。本發明將彩色圖像數字水印嵌入到彩色載體圖像中，在不受攻擊時實現了水印的完全提取和載體圖像的完全可逆，具有較高的不可見性、較強的魯棒性和較高的執行效率，適用于快速、高效進行彩色數字圖像的版權保護和完整性認證的場合。本發明屬于信息安全技術領域，涉及強魯棒性和高實時性的彩色數字圖像的版權保護和完整性認證。

本發明授權一種可逆魯棒空域彩色數字圖像水印方法在權利要求書中公布了：1.一種可逆魯棒空域彩色數字圖像水印方法，其特征在于通過具體的水印嵌入、載體圖像恢復和水印提取三個過程來實現的，其水印嵌入過程描述如下：第一步：對一幅大小為M×M的彩色載體圖像H作降維處理，得到紅、綠、藍三個分層載體圖像Hi，并將各分層載體圖像Hi分成大小為m×m的非重疊像素塊，其中i＝1,2,3分別表示紅、綠、藍三層；第二步：對一幅大小為N×N的彩色水印圖像W作降維處理，得到紅、綠、藍三個分層水印圖像Wi；同時，為了提高水印的安全性，對每個分層水印圖像Wi進行基于密鑰Kai的Logistic混沌映射，得到置亂后的三個分層水印圖像WLi；最后，將置亂后的分層水印圖像WLi中的每個十進制像素值轉換為8位二進制數，并依次連接成分層水印位序列SWi，其中i＝1,2,3分別表示紅、綠、藍三層；第三步：利用基于密鑰Kb的MD5哈希偽隨機選擇算法生成的偽隨機序列在分層載體圖像Hi中選擇隨機位置的像素塊block；第四步：根據公式1，在空域中直接計算出像素塊block經過離散傅里葉變換后的直流分量DC； 其中，m為像素塊block的行、列大小，fx,y為像素塊第x行第y列的像素值；第五步：按照先后順序依次從分層水印位序列SWi中選取待嵌入水印位w；根據待嵌入水印位w和公式2、3，在空域中計算兩個量化邊界值DClow和DChigh； 其中，floor.為向下取整函數，T為量化步長；第六步：利用公式4選擇最優的量化值DC'； 其中，abs.為絕對值函數；第七步：利用公式5和公式6，計算直流系數改變量change和每個像素的改變量tt，并將tt保存到矩陣tc中；change＝DC'-DC5tt＝floorchangem×m6其中，floor.為向下取整函數，m為像素塊的行、列的大??；第八步：利用公式7計算得到像素塊block內修改后的各像素值f*x,y，并保存到臨時含水印像素塊temp中的相應位置；f*x,y＝fx,y+tt7第九步：利用公式8對臨時含水印像素塊temp中的各像素值f*x,y進行溢出判斷，若溢出，則對應地修改直流系數改變量change得到新的直流系數改變量change*，并利用公式9得到每個像素的新的改變量tt*，并將其更新到矩陣tc中的相應位置，再利用公式10求得溢出處理后各像素值f**x,y，并用其替換臨時含水印像素塊temp相應位置處的像素值f*x,y，即可得到最終的含水印像素塊block*； tt*＝floorchange*m×m9f**x,y＝fx,y+tt*10其中，T為量化步長，floor.為向下取整函數，m為像素塊的行、列的大小；第十步：將含水印像素塊block*更新到其在分層載體圖像Hi中的相應位置，其中i＝1,2,3分別表示紅、綠、藍三層；第十一步：重復執行本過程的第三步到第十步，直到所有的水印信息都被嵌入完成為止，由此得到含水印的分層載體圖像Hi*；組合含水印的分層載體圖像Hi*得到含水印圖像H*，其中i＝1,2,3分別表示紅、綠、藍三層；其載體圖像恢復過程描述如下：第一步：通過降維處理將含水印圖像H*分成紅、綠、藍三個含水印的分層載體圖像Hi*；同時，將每個含水印的分層載體圖像Hi*分成大小為m×m的非重疊像素塊，其中i＝1,2,3分別表示紅、綠、藍三層；第二步：利用基于密鑰Kb的MD5哈希偽隨機選擇算法生成的偽隨機序列從含水印的分層載體圖像Hi*中選擇含水印像素塊block*，其中i＝1,2,3分別表示紅、綠、藍三層；第三步：根據嵌入水印過程中生成的矩陣tc，獲取該像素塊的像素改變量tt，再根據公式11恢復原始載體像素塊block**；block**＝block*-tt11第四步：將恢復的載體像素塊block**更新到其在恢復的分層載體圖像Hi**中的相應位置，其中i＝1,2,3分別表示紅、綠、藍三層；第五步：重復執行本過程的第二步到第四步，直到所有的含水印像素塊都已恢復出載體圖像像素塊為止，由此得到恢復的分層載體圖像Hi**，其中i＝1,2,3分別表示紅、綠、藍三層；第六步：組合三層恢復出的載體圖像Hi**得到恢復出的載體圖像H**，其中i＝1,2,3分別表示紅、綠、藍三層；其水印提取過程描述如下：第一步：通過降維處理將含水印圖像H*分成紅、綠、藍三個含水印的分層載體圖像Hi*；同時，將每個含水印的分層載體圖像Hi*分成大小為m×m的非重疊像素塊，其中i＝1,2,3分別表示紅、綠、藍三層；第二步：利用基于密鑰Kb的MD5哈希偽隨機選擇算法生成的偽隨機序列從含水印的分層載體圖像Hi*中選擇含水印像素塊block*，其中i＝1,2,3分別表示紅、綠、藍三層；第三步：根據公式12，在空域中直接計算出含水印像素塊block*經過離散傅里葉變換后的直流分量DC*； 其中，m為含水印像素塊block*的行、列的大小，f*x,y為含水印像素塊block*第x行第y列的像素值；第四步：利用公式12計算得到的直流分量DC*和公式13，提取含水印像素塊block*中所含有的水印位w*； 其中，mod.為取余函數，round.為四舍五入函數，T為量化步長；第五步：重復執行本過程的第二步到第四步，直到提取出所有的二進制水印位為止，得到提取的二進制水印位序列SWi*，然后，依次將提取的二進制水印位序列SWi*中的每8位二進制信息劃分為一組并轉換成十進制的像素值，最終形成提取的分層置亂水印圖像WLi*，其中i＝1,2,3分別表示紅、綠、藍三層；第六步：對提取的分層置亂水印圖像WLi*進行基于密鑰Kai的逆Logistic混沌映射，獲得提取的分層水印圖像Wi*，其中i＝1,2,3分別表示紅、綠、藍三層；第七步：組合提取的分層水印圖像Wi*形成最終的提取水印圖像W*，其中i＝1,2,3分別表示紅、綠、藍三層。

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