[發明專利]基于參數估計的抗RSC攻擊魯棒水印同步方法

無效

• 申請號: 200910197997.3
• 申請日: 2009-10-30
• 公開（公告）號: CN102054261A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 吳健珍
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本發明涉及水印檢測，特別是涉及一種基于參數估計的抗RSC攻擊魯棒水印同步方法。

背景技術

數字水印作為一種版權保護手段，必然會受到各種各樣的攻擊。因此，魯棒性是數字水印的一項基本要求。現有的大多數水印方法都能抵抗一般的信號處理如有損壓縮，添加噪聲，濾波等操作，但是這些方法不能抵抗微小的幾何攻擊。抗幾何攻擊的數字水印研究已成為國際上最具挑戰和難度的熱門研究課題。

目前抗幾何攻擊的水印方法，主要有：

●基于不變域的方法

基于不變域的典型方法是Ruanaidh提出的傅立葉-梅隴(Fourier-Mellin)不變域，該方法首先計算圖像的DFT變換，然后對DFT的幅值進行LPM(Log-PolarMap)映射，將笛卡兒坐標系變成對數-極坐標系，之后對對數-極坐標上的系數作DFT變換，只取DFT的幅值，此時得到的空間具有RST不變性，水印嵌入該空間可以抵抗RST，含水印圖像由兩次逆DFT變換和一次逆LPM得到。事實上，該方法僅僅是理論上的，傅立葉-梅隴方法在DFT域中進行LPM映射，要求進行大范圍的插值，插值效率很低，使得該方法的執行具有一定的難度。此外，由于該方法要求進行兩次DFT變換，涉及計算量很大，水印嵌入在第二次DFT的幅值上，因此水印所嵌入的頻帶可能不是原始圖像中的中頻區域，這意味著該不變域不能滿足魯棒性和不可見性的要求，圖像視覺質量下降很大。Solachidis提出將一個二值水印嵌入到DFT變換域中以零頻率為中心的圓環中，該方法對于平移和縮放魯棒性較好，但對于角度超過3°的旋轉攻擊無效。

●基于模板(Template)匹配的方法

這類方法的主要特征是在變換域中嵌入一個模板作為校準因子，由于DFT在幾何變換方面具有較好的性質，因此該類方法的模板都嵌入到DFT系數中，不同的方法體現在組成模板的點數、強度和嵌入位置的不同。模板的強度由傅立葉幅度頻譜的局部統計值自適應決定。水印檢測時，利用小的檢測窗檢測傅立葉幅度頻譜的所有極大值，通過模板點和檢測到的極值點的匹配來確定含水印圖像遭受的幾何變換。基于模板的水印方法幾乎都涉及在一定的空間內搜索模板點的計算，搜索空間變大，模板可靠性變高，但計算量也隨之增大，且參數估計精度在很大程度上取決于模板點的匹配，如果模板點數目減少，估計的參數誤差增大。此外，不可忽略的一點是嵌入模板水印在一定程度上減少水印的嵌入容量或降低含水印圖像的視覺質量。該類方法的一個致命缺點就是當模板被攻擊者移除后，水印的檢測過程就無法進行。

●基于自參考的水印方法

基于自參考的水印方法無需添加模板，它通過多次重復嵌入水印，運用水印本身的自相關特性來達到同步。該類方法的主要缺點是易受圖像有損壓縮的影響，以及易受刪除攻擊，例如，使用濾波的方法濾除自相關函數中的峰值。

綜合目前抗幾何攻擊的水印方法，可以看出絕大部分水印方法集中于DFT域，DFT域與圖像壓縮標準JPEG和JPEG2000不兼容，限制了其應用。而圖像壓縮標準JPEG和JPEG2000的核心技術DCT域和DWT域卻不具備RST變換的不變性，水印方法的抗幾何攻擊能力很差，因此研究不依賴于水印嵌入域的水印同步方法極為重要。

張力提出了利用Tchebichef矩估計含水印圖像所經歷的幾何變換參數的方法，對含水印圖像進行逆變換后再檢測水印，該方法雖然不依賴于水印嵌入域，但只能抵抗旋轉、縮放和平移的單項攻擊，不能抵抗組合攻擊以及剪切攻擊。鄧峰森提出了一種基于圖像特征點的抗幾何失真數字圖像水印，使用Harris算子提取圖像特征點，將這些特征點構建成Delaunay三角網，將水印重復嵌入到三角網中的每一個三角形中，在水印檢測時，只要有一個三角形檢測到水印，就能證明水印存在。該方法使用Harris算子來檢測圖像特征點，特征點容易丟失，此外，雖然該方法能抵抗RSC攻擊，但由于每個三角形所嵌入的水印內容相同，所嵌入的水印容量有限，只能嵌入無意義的偽隨機序列。

發明內容

本發明所要解決的技術問題就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于參數估計的抗RSC攻擊魯棒水印同步方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：基于參數估計的抗RSC攻擊魯棒水印同步方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)讀入原始圖像，通過Harris仿射不變特征點檢測器提取對旋轉、縮放等攻擊具有魯棒性的原始圖像特征點，構成狄洛尼Delaunay三角形，記錄并保存原始圖像特征點和狄洛尼Delaunay三角形的結構信息；