[發(fā)明專利]一種認證水印的嵌入與檢測方法及其系統(tǒng)和用途

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610025892.6
• 申請日: 2006-04-20
• 公開（公告）號: CN101059863A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發(fā)明（設計）人: 魏育成;劉瑞禎
• 申請（專利權）人: 劉瑞禎;魏育成
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司
• 代理人: 孫景宜

技術領域：

本發(fā)明有關計算機數字圖像處理與識別，特別涉及一種基于數字指紋的認證水印的嵌入與檢測方法及其系統(tǒng)和用途。

背景技術：

計算機技術的發(fā)展和互聯(lián)網的普及使數字化的圖像、單據、文件或者檔案得以廣泛應用在很多電子商務和電子政務的重要業(yè)務中，比如說銀行的票據截留業(yè)務[1]，稅務部門的增值稅票的認證業(yè)務[2]，檔案管理部門的電子檔案業(yè)務[3]等等。在這些應用中，紙質的銀行支票、增值稅票、文件以及書籍被掃描或者拍照，轉換成數字影像，從而實現(xiàn)在業(yè)務流程中對于紙質原本的替代功能。數字影像具有傳輸快捷、海量存貯和方便管理等一系列優(yōu)點，但是數字影像往往很容易被惡意篡改，造假者可以利用常用的數字圖像處理工具沒有痕跡的更改數字影像的內容，并且利用網絡傳輸的漏洞，將偽造的或者篡改之后的數字影像替代原有正常的數字影像。因此，對于數字化的電子票據，電子表單和電子檔案的內容完整性認證以及篡改檢測技術，對于電子商務和電子政務的應用和推廣，起到至關重要的作用。

眾所周知，電子簽名技術可以實現(xiàn)對于電子數據的完整性認證，但是電子簽名技術不能直接應用在數字影像的完整性認證上，因為1)數字影像常常被存儲為有損壓縮的格式，比如將掃描的圖像從TIF轉換成JPEG，這樣的壓縮不改變數字影像的內容，但是改變了數字影像存貯的電子數據。如果直接采用電子簽名的方法，將產生認證錯誤；2)電子簽名的認證信息往往獨立于數字影像的內容保存，如果數字影像的格式轉變，將造成電子簽名信息的丟失；3)電子簽名技術無法實現(xiàn)對于數字影像的篡改定位。

數字水印技術是指在數字圖像中加入不可見或者隱約可見的版權信息或者認證信息，這樣，數字圖像的認證可以通過提取其中的版權信息和認證信息實現(xiàn)。數字水印技術分為魯棒型和脆弱型兩類，魯棒型指作為水印嵌入的版權信息可以抵抗圖像的各種變換，比如平移、旋轉、剪切、濾波、或者是惡意的更改、涂抹等；脆弱型指作為水印嵌入的認證信息對于圖像的各種變換敏感，即一旦圖像有了變化，認證的水印信息也相應的產生變化，并且將篡改的區(qū)域標識出來。脆弱型水印的這種特性決定了這種技術比較適合數字影像的完整性認證。

目前，已經有一些先例利用脆弱型水印實現(xiàn)數字影像的完整性認證，比如，Yeung和Mintzer提出的二值查找表的方法[參考1]及其幾個變體[參考2][參考3]，Wong提出的分塊數字簽名的方法[參考4]及其幾個變體[參考5][參考6][參考7][參考8]。這些方法可以實現(xiàn)一定程度上的數字影像認證以及篡改定位，但是它們均不能抵抗數字影像的有損壓縮，比如，當對數字影像進行JPEG壓縮之后，盡管圖像的內容沒有變化，但是以上方法都會認證失敗。因此，有些方法嘗試找到一些對應JPEG壓縮不變的頻率特征，對這些特征加入認證水印信息，從而實現(xiàn)一種能夠抵抗JPEG壓縮的脆弱型水印[參考9]，此類方法的缺點是運算量大，并且比較依賴于特定的圖像壓縮格式。

具體的參考文獻有如下

1.M.Yeung?and?F.Minzter，“An?Invisible?Watermarking?technique?for?image?verification，”inProc.IEEE?Intl.Conf.Image?Processing，vol.1，Santa?Barbara，USA，October?1997，pp.680-683.

2.N.Memon，S.Shende，and?P.W.Wong，“On?the?security?of?the?Yeung-Mintzer?authenticationwatermark”，inProc.of?the?IS?&?T?PICS?Symposium，Savannah，Georgia，March?1999.

3.J.Fridrich，M.Goljan，and?A.C.Baldoza，“New?fragile?authentication?watermark?for?images”，in?Proc.IFEE?Int’l?Conf.Image?Processing，2000，pp：446-449.

4.P.W.Wong，“A?Public?Key?Watermark?for?Image?Verification?and?Authentication，”in?Proc.IEEE?Intl.Conf.Image?Processing，vol.I，Chicago，USA，October?1998，pp.455-459.