[發(fā)明專利]一種水印的嵌入、檢測方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310093840.2
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN104063834B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 嚴登華;魯帆;楊貴羽;肖偉華;吳迪;張鵬
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權代理有限公司11243
• 代理人: 許靜,安利霞

技術領域

本發(fā)明涉及圖像加密領域，特別是提供一種水印的嵌入、檢測方法及裝置。

背景技術

所謂數(shù)字圖像水印是向圖像中添加某些數(shù)字信息以達到文件真?zhèn)舞b別、版權保護等功能。嵌入的水印信息隱藏于宿主文件中，不影響原始文件的可觀性和完整性。

數(shù)字水印可以是作者的序列號、公司標志、有意義的文本等等。與水印相近或關系密切的概念有很多，從目前出現(xiàn)的文獻中看，已經(jīng)有諸如信息隱藏（Information Hiding）、信息偽裝（Steganography）、數(shù)字水印（Digital Watermarking）和數(shù)字指紋（Fingerprinting）等概念。

一般地，數(shù)字水印應有如下的幾個基本特征：

(1)可證明性：水印應能為受到版權保護的信息產(chǎn)品的歸屬提供完全和可靠的證據(jù)。水印算法識別被嵌入到保護對象中的所有者的有關信息（如注冊的用戶號碼、產(chǎn)品標志或有意義的文字等）并能在需要的時候將其提取出來。水印可以用來判別對象是否受到保護，并能夠監(jiān)視被保護數(shù)據(jù)的傳播、真?zhèn)舞b別以及非法拷貝控制等。這實際上是發(fā)展水印技術的基本動力，雖然從目前的文獻來看，對其研究相對少一些。就目前已經(jīng)出現(xiàn)的很多算法而言，攻擊者完全可以破壞掉圖像中的水印，或復制出一個理論上存在的“原始圖像”，這導致文件所有者不能令人信服地提供版權歸屬的有效證據(jù)。因此一個好的水印算法應該能夠提供完全沒有爭議的版權證明，在這方面還需要做很多工作。

(2)不可感知性：不可感知包含兩方面的意思，一個指視覺上的不可見性，即因嵌入水印導致圖像的變化對觀察者的視覺系統(tǒng)來講應該是不可察覺的，最理想的情況是水印圖像與原始圖像在視覺上一模一樣，這是絕大多數(shù)水印算法所應達到的要求；另一方面水印用統(tǒng)計方法也是不能恢復的，如對大量同樣的水印處理過的信息產(chǎn)品，使用不對的統(tǒng)計方法也無法提取水印或確定水印的存在。

(3)魯棒性：魯棒性問題對水印而言極為重要。魯棒性是一個技術術語，簡單而言，就是指一個數(shù)字水印應該能夠承受大量的、不同的物理和幾何失真，包括有意的（如惡意攻擊）或無意的（如圖像壓縮、掃描與復印、噪聲污染、尺寸變化等等）。在經(jīng)過這些操作后，魯棒的水印算法應仍能從水印圖像中提取出嵌入的水印或證明水印的存在。如果不掌握水印的所有有關知識，數(shù)據(jù)產(chǎn)品的版權保護標志應該很難被偽造。若攻擊者試圖刪除水印則將導致多媒體產(chǎn)品的徹底破壞。假設一個讀者在網(wǎng)上下載了數(shù)字圖書館發(fā)布的作品，打印出來并非法大量散發(fā)以牟取利益，那么包含水印的作品應具備在有物理失真的情況下，依然可以提供足夠的版權證據(jù)。

但是，一旦水印被他人進行解密，數(shù)字媒體內(nèi)容便可以隨意的被拷貝、傳播，這就是數(shù)字媒體內(nèi)容的超分布問題，它給媒體內(nèi)容制造商造成了巨大損失，從而制約著數(shù)字多媒體應用的進行，因此如何在網(wǎng)絡環(huán)境中實施有效的版權保護和信息安全手段成為一個迫在眉睫的現(xiàn)實問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種水印的嵌入、檢測方法及裝置。能夠防止被人用肉眼識別出來，并難以被破譯，還具有很高的魯棒性。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的實施例提供一種水印的嵌入方法，包括：

步驟1：獲取大小為M₀×N₀的原始圖像、長度為M₀的第一混沌序列以及長度為N₀的第二混沌序列；

步驟2：根據(jù)所述第一混沌序列和所述第二混沌序列，得到長度為M₀×N₀的混沌水印序列；

步驟3：對所述原始圖像進行分塊，得到圖像子塊，并對所述圖像子塊進行離散余弦DCT變換，將所述長度為M₀×N₀的混沌水印序列嵌入頻率系數(shù)小于第一閾值的圖像子塊中，得到水印圖像；

步驟4：將所述水印圖像與原始圖像用一噪聲敏感度系數(shù)進行加權，得到最終的目標圖像。

其中，步驟2包括：

對所述第一混沌序列和所述第二混沌序列二值化，并進行異或，形成長度為M₀×N₀的混沌水印序列。

其中，步驟3包括：

從原始圖像選取部分圖像I，其大小為M×N，將所述部分圖像I分割為互不覆蓋的圖像子塊；

分別對每個圖像子模塊進行DCT變換，得到DCT變換后的矩陣I_DCT，其大小為M×N；