[發明專利]一種自適應的圖像強紋理水印方法

無效

• 申請號: 200910022190.6
• 申請日: 2009-04-24
• 公開（公告）號: CN101533507A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 同鳴;姬紅兵;王許海
• 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
• 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，涉及數字圖像水印方法，可用于對數字多媒體產品版權的安全性提供技術保證。

背景技術

數學形態學作為一門新興的非線性圖像處理技術，已得到人們的廣泛關注，成功應用于圖像處理的諸多方面，如圖像邊緣檢測、圖像分割、圖像分類、目標檢測等，但應用于數字水印方面卻比較少見，相關文獻有：

Sedaaghi，M.H.等在Morphological?watermarking[J].Electronics?Letters.2005，5.41(10)中提出了一種形態學水印算法：將{-1，0，1}水印嵌入宿主圖像的最不重要位平面，用擊中-擊不中開變換(hit-or-miss?opening)運算檢測水印信號，屬于空域的研究方法，魯棒性待測試；

Akihiro?Okamoto等在A?digital?watermark?technique?using?morphological?signalprocessing[J].Wiley?InterScience.2003，86(6)：67-75中提出了一種形態學的水印方法：用開(opening)、閉(closing)運算處理英文二值圖像，得到含水印的合成圖像；檢測水印時，用宿主圖像中某一字母與合成圖像中相同字母間的差值大于某一閾值判斷水印的存在，具有一定的魯棒性，但水印僅針對特定英文字母，屬于空域的研究方法；

Kasemsuk?Sepsirisuk等在An?Improved?wavelet-based?watermarking?method?using?themathematical?morphology[J].IEEE.Computer?Society.2007，18中提出了一種基于小波的形態學水印方法：首先在選定的子帶上用設定閾值選擇小波重要系數，形成一個二值的重要性映射圖像；然后用形態學進行濾波處理，去掉孤立點，只保留互相連接的點作為水印嵌入位置；最后將偽隨機序列水印嵌入到對應小波系數，屬于變換域的水印方法，具有一定的魯棒性，但對形態學的運用只是一種簡單的濾除孤立點的濾波操作，沒有充分發揮數學形態學在圖像處理中的優勢；

M.R.M.Rizk等在Adaptive?watermarking?techniques?based?on?multi-Scale?morphologicalimage?segmentation[J].IEEE?MELECON.2006，5，16-19中提出了一種基于形態學圖像分割的水印方法：首先用多尺度形態學圖像分割技術得到宿主圖像強紋理區，然后在強紋理區所對應的小波系數上嵌入水印。多尺度形態學圖像分割是一個復雜的處理過程，作為水印方法的一部分，大大增加了復雜性，效率較低。

發明內容

本發明目的是針對上述已有方法的不足，提出一種自適應的圖像強紋理水印方法，以充分發揮數學形態學在圖像處理中的強大作用，減小水印嵌入的復雜性，提高效率，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利用數學形態學準確提取圖像強紋理區，并將其映射到相應的小波變換系數上，完成水印的嵌入與提取，具體方案如下：

一、水印的嵌入過程

(1)對宿主圖像進行3級小波分解，得到宿主圖像小波變換系數C_i，j；

(2)將二值水印圖像W_i，j中的{0，1}信息先映射為{-1，1}，再掃描為一維水印序列W′_i，j；

(3)對宿主圖像進行形態學運算，得到亮特征圖像I_bright和暗特征圖像I_dark；

(4)將上述兩幅特征圖像進行二值映射，確定宿主圖像中亮特征I_bright和暗特征I_dark所在位置；

(5)分別將亮特征和暗特征位置映射圖像進行分塊，確定宿主圖像中強紋理區所在，作為第一密鑰Key1保存；

(6)根據宿主圖像小波塊與小波樹的映射關系，利用第一密鑰Key1提取宿主圖像強紋理小波系數，作為要嵌入水印的系數；

(7)利用宿主圖像中強紋理的位置，計算水印自適應嵌入強度α，作為第二密鑰Key2；

(8)利用嵌入強度α，根據加性原則在強紋理區的小波系數中嵌入水印，得到合成圖像的小波變換系數C′_i，j＝C_i，j+αW′_i，j；