[發明專利]抗打印、印刷和掃描過程的彩色圖像數字水印方法

無效

• 申請號: 201210352853.2
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN102880999A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 年桂君;周軍;王丹;唐笑年
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

1.一種抗打印、印刷和掃描過程的彩色圖像數字水印方法，其特征在于包括下列步驟：

一、將計算機存儲的彩色圖像的RGB顏色空間轉換到L^*a^*b^*顏色空間，用四元超復數矩陣表示，彩色圖像的三個分量分別存放于超復數的虛部部分，然后對其整體做超復數的傅氏變換，用矩陣c(u,v)表示；將矩陣c(u,v)的原點移至矩陣的中心，對該矩陣做均勻對數極坐標處理，通過相關參數的設置得到與水印信號維數相同的離散對數極坐標(k₁,k₂)；

二、構造四元超復數形式的二維水印信號w(m,n)(0＜m≤M,0＜n≤N)；

三、定義一種失真度量函數，依據視覺可感知門限的最大值求得一個以嵌入位置和超復數傅氏變換幅度譜為參數的嵌入強度，從而保證在視覺不可感知的條件下嵌入最大強度的水??；

四、水印的嵌入：首先在彩色載體圖像的超復數傅氏變換頻譜的坐標中找到與離散對數極坐標(k₁,k₂)對應的笛卡爾坐標的位置，將水印信息以加法規則嵌入到載體圖像超復數傅氏變換的幅度譜中，對幅度譜的修改只包括超復數的三個虛部；

五、水印的提取：

（1）、先對水印圖像做旋轉角度估計與逆旋轉處理，提取彩色圖像的一個分量，?對其進行實數傅氏變換，把直流分量轉移到傅里葉幅度譜的中心，然后對該傅里葉頻譜進行對數變換用F表示，在變換后的結果中選擇一塊矩形區域作為檢測區域用D表示，根據F和D的最大值的坐標估計圖像的旋轉角度。

（2）、然后將水印圖像變換到四元超復數傅氏變換域，采用與步驟三相同的方法和參數，得到離散對數極坐標，用極大似然法估計水印信號，用歸一化相關的方法提取水印比特位。

（3）、水印信息解碼、譯碼，將提取的水印比特位經糾錯解碼并譯碼為可讀水印信息。

2.根據權利要求1所述的一種抗打印、印刷和掃描過程的彩色圖像數字水印方法，其特征在于：選擇彩色圖像的L^*a^*b^*顏色空間用四元超復數矩陣表示，四元數描述的圖像將其作為一個整體進行處理，并且L^*a^*b^*顏色空間是一種獨立于設備的彩色模型，是基于人類眼睛視覺最完整的彩色模型。因此，在L^*a^*b^*顏色空間定義圖像失真度量函數，更好地利用人類的視覺感知系統特性，通過求得的掩蔽函數控制水印的嵌入強度，從而保證在水印圖像的不可感知性和魯幫性之間得到更好的平衡。

3.根據權利要求1所述的一種抗打印、印刷和掃描過程的彩色圖像數字水印方法，其特征在于：水印信號是四元超復數形式的二維信號，根據四元超復數傅氏變換與逆變換的特點，將水印信號構造為實部為零、三個虛部相同的純四元數。

4.根據權利要求1所述的一種抗打印、印刷和掃描過程的彩色圖像數字水印方法，其特征在于：采用了離散均勻對數極坐標的方法，一方面，根據要嵌入的水印信息的維數確定極坐標向笛卡爾坐標轉換過程中極徑r和極角θ的移動步長，進一步計算出與水印信號維數相同的離散對數極坐標(k₁,k₂)；另一方面，通過有關參數的設置，確定與(k₁,k₂)對應的圖像超復數傅氏變換域笛卡兒坐標的位置，也就是說可以通過參數的設置確定水印的嵌入位置。