[發明專利]一種魯棒性的圖像雙水印方法

無效

• 申請號: 200910022189.3
• 申請日: 2009-04-24
• 公開（公告）號: CN101533506A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 同鳴;姬紅兵;許婷
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;H04N7/24
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心
• 代理人: 王品華

技術領域

本發明屬于圖像信息處理領域，涉及數字圖像雙水印方法，可用于對數字多媒 體產品的版權保護。

背景技術

圖像數字水印在多媒體版權保護與信息完整性認證方面起著重要作用，是信 息安全領域研究的熱點，水印透明性和魯棒性是兩個關鍵的技術特性，是矛盾的 雙方，相互制約，如何在滿足透明性要求前提下，最大限度嵌入水印，提高魯棒 性特征成為水印方法研究的難點。

目前基于經驗模態分解的圖像水印方法很少見，基于HVS的水印方法有：

[1]Autrusseau?F，Le?Callet?P，Ninassi?A.A?Study?of?Content?based?Watermarking Using?an?Advanced?HVS?Model.Intelligent?Information?Hiding?and?Multimedia?Signal Processing.，2007，28(10)：485-488.利用HVS特性對傅里葉系數進行知覺感知能力的 劃分，以確定水印嵌入位置，嵌入過程沒有結合人眼的視覺紋理特性。

[2]蘭紅星，陳松喬，胡愛娜，李陶深，基于小波域的第二代數字水印算法的 研究，電子學報，2007，9(9)：1799-1803.在小波域的低頻系數特征向量上嵌入水印， 通過紋理特性控制水印嵌入強度，其中紋理強弱通過小波塊內大系數多少確定， 簡單，準確性有待提高。

[3]Zolghadrasli?A，Rezazadeh?S.Evaluation?of?Spread?Spectrum?Watermarking Schemes?in?the?Wavelet?Domain?Using?HVS?Characteristics.Signal?Processing?and?Its Applications，IEEE?Symposium，2007，15(2)：1-4.根據HVS特性計算嵌入水印小波 系數的權重因子，以控制水印嵌入強度和位置。水印與圖像內容無關，攻擊者往 往在不破壞圖像質量的情況下移除水印，方法的安全性和魯棒性有待提高。

分析表明，上述方法存在一定的局限性。

發明內容

本發明目的是針對上述已有技術的不足，提出了一種魯棒性的圖像雙水印方 法，以實現對數字產品版權的可靠保護。

實現本發明目的的技術關鍵是由兩個獨立的水印構成雙水印，這兩個水印分 別是基于EMD的圖像強紋理區Contourlet域水印和基于圖像邊緣特征的零水印。 在水印嵌入時，利用EMD分解得到原始圖像的強紋理區，并在相應的Contourlet 域上選擇能量最大的方向子帶嵌入二值水印；利用抗噪型多尺度形態學邊緣檢測 算子提取原始圖像的邊緣特征，構造零水印。具體方案如下：

一、水印嵌入過程

1)利用抗噪型多尺度形態學邊緣檢測算子提取原始宿主圖像I的邊緣特征， 構造得到零水印，并將其作為第四密鑰Key4保存，用于比較原始宿主圖像是否受 到攻擊；

2)對原始宿主圖像I進行一維行EMD和列EMD分解，得到細節特征圖像塊 D_total(i，j)，并對該細節特征圖像塊D_total(i，j)進行閾值處理，得到圖像的強紋理區；

3)計算細節特征圖像塊D_total(i，j)的歸一化方差，得到水印嵌入強度的控制因子 α，并將該控制因子作為第二密鑰Key2保存；

4)對原始宿主圖像I進行4層Contourlet分解，得到一個低頻逼近子帶、3 個頻段的中頻子帶和1個最高頻子帶，取出3個中頻子帶每一頻段中能量最大的 方向子帶作為二值水印的嵌入子帶，并將選擇結果作為第三密鑰Key3保存；

5)根據原始宿主圖像強紋理塊位置，提取出相對應的3個中頻段能量最大的 方向子帶中的Contourlet系數，作為二值水印的嵌入位置；

6)將原始的二值水印圖像W進行2層Contourlet分解，得到1個低頻逼近子 帶和2個中高頻子帶，按從低到高的順序將代表水印圖像的Contourlet系數分層嵌 入到宿主圖像Contourlet分解的3個中頻子帶系數中；

7)對嵌入二值水印后的圖像進行Contourlet重構，得到合成圖像I′，完成二 值水印的嵌入。

二、水印提取過程