抗强剪切攻击的四元数彩色图像零水印算法-图学学报.PDF

2015 年 12 月 图 学 学 报 December 2015 第 36 卷 第6 期 JOURNAL OF GRAPHICS Vol.36 No.6 抗强剪切攻击的四元数彩色图像零水印算法 何 冰1,2 (1. 渭南师范学院物理与电气工程学院，陕西 渭南 714099 ； 2. 陕西省X 射线检测与应用研究开发中心，陕西 渭南 714099) 摘 要：针对现有彩色图像零水印算法对存在信息量丢失的各种攻击(如剪切、行列移除、 涂抹等)的不足，提出一种基于非负矩阵分解(NMF)和四元数实矩阵的彩色图像零水印算法。该 算法首先提取彩色图像的3 个分量(R 、G 、B)并将各分量进行NMF 分解；其次将分解后的各系 数矩阵在版权中心进行注册，同时将原始彩色图像使用四元数实矩阵来表征，并计算实数字矩 阵的Krawtchouk 不变矩；最后，在版权中心注册Krawtchouk 不变矩特征向量；由剩余未剪切 部分的彩色图像和注册的系数矩阵共同恢复出完整的原始图像。实验结果表明：在彩色图像剪 切或涂抹面积超过80%时，水印信息仍可以正确地被提取；使用四元数彩色图像整体法表征图 像在图像类聚以及水印误检率方面的性能都要优于彩色图像三通道分别处理或直接灰度化实现 的效果。 关 键 词：四元数；零水印；彩色图像；不变矩；非负矩阵分解 中图分类号：TP 391 文献标识码：A 文 章 编 号：2095-302X(2015)06-0909-11 A Zero Color Image Watermarking Resisting Strong Cropping Attacks Using Quaternion Representation He Bing1,2 (1. Department of Physics and Electronic Engineering, Wei Nan Normal University, Weinan Shaanxi 714099, China; 2. Center of X Ray Detection and Application of ShaanXi, Weinan Shaanxi 714099, China) Abstract: For some zero color image watermarking methods are insufficient for several attacks of information loss, a zero color image watermarking algorithm based on nonnegative matrix factorization and real matrix of quaternion is proposed. Firstly, three components (R, G, B) are extracted from color image and each component is decomposed. Secondly, the coefficient matrix decomposed is registered in the copyright center and the real matrix of quaternion is used to represent the origi