[發明專利]超復數頻域的有意義數字水印算法

無效

• 申請號: 200810034027.7
• 申請日: 2008-02-28
• 公開（公告）號: CN101246587A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 江淑紅;張建秋;胡波
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于圖像信號處理技術領域，具體涉及一種超復數頻域的有意義數字水印算法。

背景技術

隨著Internet的普及和多媒體技術的飛速發展，數字水印的應用領域也擴展到數字作品的知識產權保護、證件真偽鑒別、電子商務交易中的票據防偽等方面，數字水印技術已經日益成為廣受關注的研究熱點。按數字水印的隱藏位置，可以將其劃分為時空域水印或變換域水印。近年來的水印文獻大多集中在DCT、DFT、JPEG等變換域。本發明提出的是一種新的變換域水印算法，即在彩色圖像超復數傅氏變換域上嵌入水印數據。按數字水印的內容，可以將水印劃分為無意義水印和有意義水印。無意義水印則只對應于一個序列號，通常尺寸較小，如文獻[1]中測試序列為32bit；有意義水印是指水印本身也是某個數字圖像(如商標圖像)的編碼，通常尺寸較大，如本發明實驗中用到的水印圖形之一“復旦大學校徽”為64×64＝4096bit。有意義水印的優勢在于，如果由于受到攻擊或其他原因致使解碼后的水印破損，人們仍然可以通過視覺觀察確認是否有水印，但是此類算法要求水印算法的水印容量較大。

當前大多數水印嵌入算法都是針對灰度圖像的，直接用于彩色載體圖像上的水印算法較少。即使載體圖像是彩色的，大部分也是通過提取彩色圖像的亮度信息或使用單色通道的信息。由于人眼對藍色信息不那么敏感，Kutter等人^[2]提出通過修改每個像素的藍色分量實現水印嵌入。人眼對綠色分量的變化最為敏感，在綠色分量上嵌入水印時，對JPEG壓縮具有較好的魯棒性。Piva等人^[3]則提出了基于RGB色彩通道互相關的彩色圖像水印算法。在該算法中，它先分別在每個通道上進行DCT變換，然后在每個色彩通道中選擇一個系數集，通過修改該系數集中的系數來實現嵌入水印。P.Y.Tsai等人^[4]提出一種基于色彩量化技術的彩色圖像水印算法，根據嵌入水印位和搜索到的顏色索引的奇偶性，進行不同的處理，數字水印的嵌入操作在像素映射過程中同時完成。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新的變換域水印算法，即彩色圖像超復數頻域的數字水印算法。以下分四個部分闡述本發明在彩色載體圖像中嵌入數字水印的算法。

1.滿足超復數頻域嵌入水印的前提條件

為了實現本發明的嵌入水印算法，首先要對彩色載體圖像進行超復數建模。超復數把彩色圖像作為一個矢量整體進行描述，因而能更好地描述圖像的色彩關聯。設(m，n)為彩色圖像中像素的坐標，則彩色圖像RGB(R、G、B分別表示紅、綠、藍分量)模型可以表示為如下的無實部的純超復數：

????????????????f(m，n)＝R(m，n)i+G(m，n)j+B(m，n)k????(1)

其中，i、j、k為超復數的虛數單位。

設四元超復數為：q(m，n)＝a(m，n)+b(m，n)+c(m，n)j+d(m，n)k，它有四個分量，即一個實部a(m，n)和三個虛部b(m，n)、c(m，n)和d(m，n)。超復數乘法滿足結合律和分配律，不滿足交換律。超復數的二維傅氏變換和逆變換^[8]為：